JP2008199341A - Electrostatic transducer, ultrasonic speaker, speaker device, audio signal reproducing method by electrostatic transducer, directional sound system, and display device - Google Patents

Electrostatic transducer, ultrasonic speaker, speaker device, audio signal reproducing method by electrostatic transducer, directional sound system, and display device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic transducer capable of increasing electrostatic force while securing an amplitude distance for a diaphragm without unnecessarily raising voltages to be applied to a fixed electrode and the diaphragm. <P>SOLUTION: The electrostatic transducer includes the diaphragm which has a vibrating electrode layer, and an electrode which has an electrode portion to generate electrostatic force with a voltage applied between a through hole and the diaphragm adjacently to the through hole. The electrode is disposed opposite to the diaphragm, and at least a part of the electrode portion has such a shape that the distance between a surface of a vibrating portion of the diaphragm in a non-vibrating state and a surface of the electrode portion is larger at the center portion of the vibrating part of the diaphragm than at an end portion. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜と電極との間で振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる、静電型トランスデューサ、超音波スピーカ、スピーカ装置、静電型トランスデューサによる音声信号再生方法、指向性音響システム、および表示装置に関するものである。   The present invention relates to an electrostatic transducer capable of increasing the electrostatic force while ensuring the amplitude distance of the vibrating membrane between the vibrating membrane and the electrode, without increasing the voltage applied to the fixed electrode and the vibrating membrane more than necessary. The present invention relates to an ultrasonic speaker, a speaker device, an audio signal reproduction method using an electrostatic transducer, a directional acoustic system, and a display device.

超音波スピーカ等に使用される静電型トランスデューサには、図20に示すプル型と呼ばれる静電型トランスデューサと(例えば、特許文献1を参照)、図21に示すプッシュプル型と呼ばれる静電型トランスデューサとがある(例えば、特許文献2を参照)。   An electrostatic transducer used for an ultrasonic speaker or the like includes an electrostatic transducer called a pull type shown in FIG. 20 (see, for example, Patent Document 1), and an electrostatic type called a push pull type shown in FIG. There is a transducer (see, for example, Patent Document 2).

図20(A)の断面図で示されるプル型の静電型トランスデューサは、振動膜22と、振動膜22に密着する凸部51Cを有する導電体で形成された固定電極51と、直流バイアス電源28と、交流信号29を発生する信号源とを有している。振動膜22は、図20(B)に示すように、導電層である振動電極層22Aを誘電体膜(絶縁層)22Bで挟んで形成される。   The pull-type electrostatic transducer shown in the cross-sectional view of FIG. 20A includes a vibrating film 22, a fixed electrode 51 formed of a conductor having a convex portion 51C that is in close contact with the vibrating film 22, and a DC bias power source. 28 and a signal source for generating an alternating current signal 29. As shown in FIG. 20B, the vibrating film 22 is formed by sandwiching a vibrating electrode layer 22A, which is a conductive layer, between dielectric films (insulating layers) 22B.

振動電極層22Aと固定電極51との間には、常時、電圧調整可能な直流バイアス電源28により一定の直流バイアス電圧が印加されており、この電界により発生する静電力により固定電極51の凸部51Cに振動電極層22Aが吸着され、振動電極層22Aと固定電極51との間に形成される空洞部(静電力発生部)52を除き、密着した状態にある。また、固定電極51には、空洞部52から外部に連通する通気口部54が形成されている。   A constant DC bias voltage is always applied between the vibrating electrode layer 22A and the fixed electrode 51 by a DC bias power supply 28 capable of adjusting the voltage, and the convex portion of the fixed electrode 51 is generated by the electrostatic force generated by this electric field. The vibration electrode layer 22A is adsorbed to 51C, and is in close contact except for the cavity portion (electrostatic force generation portion) 52 formed between the vibration electrode layer 22A and the fixed electrode 51. In addition, the fixed electrode 51 is formed with a vent portion 54 that communicates from the cavity 52 to the outside.

上記構成において、振動膜22の振動電極層22Aと固定電極51との間に直流バイアス電源28により、直流バイアス電圧が印加されると、振動膜22の振動電極層22Aが固定電極51の凸部51Cに吸着される。この状態で、振動電極層22Aと固定電極51との間に交流信号29が印加されることにより、振動電極層22Aと固定電極51の電極部(振動膜の振動部に対向する面)53との間に静電力が作用し、振動膜22は交流信号29により駆動され、振動する。   In the above configuration, when a DC bias voltage is applied between the vibrating electrode layer 22 </ b> A of the vibrating film 22 and the fixed electrode 51 by the DC bias power supply 28, the vibrating electrode layer 22 </ b> A of the vibrating film 22 is protruded from the fixed electrode 51. Adsorbed to 51C. In this state, an AC signal 29 is applied between the vibrating electrode layer 22A and the fixed electrode 51, whereby the vibrating electrode layer 22A and the electrode portion (surface facing the vibrating portion of the vibrating membrane) 53 of the fixed electrode 51, The electrostatic force acts between the two and the vibrating membrane 22 is driven by the AC signal 29 and vibrates.

図20(C)は、振動電極層22Aに対して、交流信号29の負(−)側の出力が印加された場合の振動膜22の振動状態を示し、図20(D)は、交流信号29の正(+)側の出力が印加された場合の振動膜22の振動状態を示している。   FIG. 20C shows the vibration state of the vibrating membrane 22 when the negative (−) side output of the AC signal 29 is applied to the vibrating electrode layer 22A, and FIG. 20D shows the AC signal. 29 shows a vibration state of the vibration film 22 when the positive (+) side output of 29 is applied.

図20(C)に示す状態の場合は、固定電極51と振動電極層22Aとの間の電位差が大きくなり、固定電極51と振動電極層22Aとの間に強い静電力(吸引力)が作用し、振動電極層22Aの中央部は固定電極51の方向に引き寄せられる。図20(D)に示す状態の場合は、固定電極51と振動電極層22Aとの間の電位差が小さくなり、固定電極51と振動電極層22Aとの間の静電力(吸引力)が弱まり、振動電極層22Aの中央部は、弾性復元力により固定電極51と反対の方向に引き戻される。このようにして、振動電極層22Aは交流信号29に応じて振動し、音波を出力する。   In the case of the state shown in FIG. 20C, the potential difference between the fixed electrode 51 and the vibrating electrode layer 22A increases, and a strong electrostatic force (attraction force) acts between the fixed electrode 51 and the vibrating electrode layer 22A. The central portion of the vibrating electrode layer 22 </ b> A is drawn toward the fixed electrode 51. In the case of the state shown in FIG. 20D, the potential difference between the fixed electrode 51 and the vibrating electrode layer 22A is reduced, and the electrostatic force (attraction force) between the fixed electrode 51 and the vibrating electrode layer 22A is weakened. The central portion of the vibrating electrode layer 22A is pulled back in the direction opposite to the fixed electrode 51 by an elastic restoring force. In this way, the vibrating electrode layer 22A vibrates according to the AC signal 29 and outputs sound waves.

このように、図20に示す静電型トランスデューサは、振動膜が一方の方向から静電吸引力を受けることからプル型の静電型トランスデューサとよばれる。このプル型の静電型トランスデューサの長所は、開口面積が大きく、音圧を稼ぎ易い点であり、短所は、出力波形の歪みが大きい点である。(静電吸引力と弾性復元力とで振動するため)。   As described above, the electrostatic transducer shown in FIG. 20 is called a pull-type electrostatic transducer because the vibrating membrane receives an electrostatic attractive force from one direction. The advantages of this pull type electrostatic transducer are that the opening area is large and that it is easy to obtain sound pressure, and the disadvantage is that the distortion of the output waveform is large. (Because it vibrates with electrostatic attractive force and elastic restoring force).

また、図21(A)に示すプッシュプル型の静電型トランスデューサは、振動電極層22Aを有する振動膜22と、振動膜22のそれぞれの面に対向して設けられた前面側固定電極51A及び背面側固定電極51Bからなる一対の固定電極とを有している。振動膜22は、図21(B)に示すように、導電層である振動電極層22Aを誘電体膜22Bで挟むように形成されている。   A push-pull electrostatic transducer shown in FIG. 21A includes a vibrating membrane 22 having a vibrating electrode layer 22A, a front-side fixed electrode 51A provided to face each surface of the vibrating membrane 22, and It has a pair of fixed electrode which consists of back side fixed electrode 51B. As shown in FIG. 21B, the vibration film 22 is formed so that a vibration electrode layer 22A, which is a conductive layer, is sandwiched between dielectric films 22B.

また、振動膜22を挟持する前面側固定電極51Aには複数の通気口部(貫通穴)54Aが設けられており、かつ背面側固定電極51Bには前面側固定電極51Aに設けた通気口部54Aに対向する位置に同一形状の通気口部(貫通穴)54Bが設けられている。前面側固定電極51Aと背面側固定電極51Bは、振動電極層22Aと固定電極51A、51Bとの間に形成される空洞部(静電力発生部)52A、52Bを除き、密着した状態にあり、振動膜22と固定電極51A、51Bとが一部空洞部52A、52Bを介して対向するように構成されている。   The front side fixed electrode 51A sandwiching the vibrating membrane 22 is provided with a plurality of vent holes (through holes) 54A, and the back side fixed electrode 51B is provided with a vent hole provided in the front side fixed electrode 51A. A vent hole portion (through hole) 54B having the same shape is provided at a position facing 54A. The front-side fixed electrode 51A and the back-side fixed electrode 51B are in close contact with each other except for the cavity portions (electrostatic force generating portions) 52A and 52B formed between the vibrating electrode layer 22A and the fixed electrodes 51A and 51B. The vibrating membrane 22 and the fixed electrodes 51A and 51B are configured so as to face each other through the hollow portions 52A and 52B.

また、直流バイアス電源28は、振動電極層22Aに直流バイアス電圧を印加するための電源であり、交流信号29A、29Bは、前面側固定電極51Aと背面側固定電極51Bとの間に印加される信号である。上記の構成により、前面側固定電極51Aと背面側固定電極51Bとには、センタータップを基準にして、振幅が等しく、位相が互いに反転した交流信号29A、29Bが印加される。これにより、振動電極層22Aと、固定電極51A、51Bの電極部(振動膜の振動部に対向する面)53A、53Bとの間に静電力が作用し振動膜22は交流信号29A、29Bにより駆動され、振動する。   The DC bias power supply 28 is a power supply for applying a DC bias voltage to the vibrating electrode layer 22A, and the AC signals 29A and 29B are applied between the front fixed electrode 51A and the rear fixed electrode 51B. Signal. With the above configuration, the AC signals 29A and 29B having the same amplitude and inverted phases with respect to the center tap are applied to the front side fixed electrode 51A and the back side fixed electrode 51B. As a result, an electrostatic force acts between the vibrating electrode layer 22A and the electrode portions (surfaces facing the vibrating portion of the vibrating membrane) 53A, 53B of the fixed electrodes 51A, 51B, and the vibrating membrane 22 receives the AC signals 29A, 29B. Driven and vibrated.

図21(A)は、交流信号がゼロ(0)の場合の、振動膜22の振幅状態を示しており、振動膜22は中立(前面側固定電極51Aと背面側固定電極51Bの真ん中)の位置にある。   FIG. 21A shows the amplitude state of the vibrating membrane 22 when the AC signal is zero (0), and the vibrating membrane 22 is neutral (middle of the front-side fixed electrode 51A and the rear-side fixed electrode 51B). In position.

図21(C)は、前面側固定電極51Aに交流信号の+電圧が印加され、背面側固定電極51Bに交流信号の−電圧が印加された場合の、振動膜22の振動状態を示す図であり、振動膜22の振動電極層22Aの中央部は、背面側固定電極51Bとの間の静電力(吸引力)と、前面側固定電極51Aとの間の静電力(反発力)により、背面側固定電極51Bの方向に引き寄せられる。   FIG. 21C is a diagram illustrating a vibration state of the vibrating membrane 22 when a positive voltage of an AC signal is applied to the front fixed electrode 51A and a negative voltage of the AC signal is applied to the rear fixed electrode 51B. Yes, the central portion of the vibrating electrode layer 22A of the vibrating membrane 22 has a back surface due to an electrostatic force (attraction force) between the back side fixed electrode 51B and an electrostatic force (repulsive force) between the front side fixed electrode 51A. It is attracted in the direction of the side fixed electrode 51B.

図21(D)は、前面側固定電極51Aに交流信号の−電圧が印加され、背面側固定電極51Bに交流信号の+電圧が印加された場合の、振動膜22の振動状態を示す図であり、振動膜22の振動電極層22Aの中央部は、前面側固定電極51Aとの間の静電力(吸引力)と背面側固定電極51Bとの間の静電力(反発力)により、前面側固定電極51Aの方向に引き寄せられる。
このようにして、振動膜22は交流信号に応じて振動し、音波を出力し、振動膜22で発生した音波は固定電極51A、51Bに設けられた通気口部54A、54Bを通じて外部へ放出される。
FIG. 21D is a diagram illustrating a vibration state of the vibrating membrane 22 when a negative voltage of an AC signal is applied to the front fixed electrode 51A and a positive voltage of the AC signal is applied to the rear fixed electrode 51B. Yes, the central portion of the vibrating electrode layer 22A of the vibrating membrane 22 is formed on the front side by an electrostatic force (attraction force) between the front side fixed electrode 51A and an electrostatic force (repulsive force) between the rear side fixed electrode 51B. It is drawn in the direction of the fixed electrode 51A.
In this way, the vibrating membrane 22 vibrates according to the AC signal and outputs sound waves, and the sound waves generated by the vibrating membrane 22 are released to the outside through the vent portions 54A and 54B provided in the fixed electrodes 51A and 51B. The

このように、図21に示す静電型トランスデューサは、振動膜が上下の固定電極の両方から静電力を受けて振動することから、プッシュプル型の静電型トランスデューサと呼ばれている。このプッシュプル型の静電型トランスデューサの長所は、出力波形の歪が小さ点である(正負対称に静電力が作用するため)。
特開2005−117103号公報 特開2005−354472号公報
As described above, the electrostatic transducer shown in FIG. 21 is called a push-pull electrostatic transducer because the vibrating membrane receives an electrostatic force from both the upper and lower fixed electrodes and vibrates. The advantage of this push-pull type electrostatic transducer is that the distortion of the output waveform is small (because the electrostatic force acts symmetrically between positive and negative).
JP 2005-117103 A JP 2005-354472 A

上述した静電型トランスデューサにおいては、音圧を上げるために振動膜の振幅を大きくする、つまり、静電力を上げる必要がある。一般的に静電力を上げるためには、固定電極や振動膜に加える電圧を高くする方法や、振動膜の振動面と振動膜の振動面に対応する固定電極との距離を小さくする方法がある。   In the electrostatic transducer described above, it is necessary to increase the amplitude of the diaphragm, that is, to increase the electrostatic force in order to increase the sound pressure. In general, to increase the electrostatic force, there are a method of increasing the voltage applied to the fixed electrode and the diaphragm, and a method of reducing the distance between the vibration surface of the diaphragm and the fixed electrode corresponding to the vibration surface of the diaphragm. .

電圧を上げる方法では消費電力が高くなる問題が発生する。そして、振動膜の振動面と振動膜の振動面に対応する固定電極との距離を小さくする方法では、距離を小さくし過ぎると、図22に示すように、背面側固定電極51B(または前面側固定電極51A)の端部61と振動膜22が当たってしまい充分な振幅距離を確保することが出来ない。このように、振動膜の振動面と振動膜の振動面に対応する固定電極との距離を小さくする方法では、静電力を上げることができるが、振動膜と固定電極が当たり振幅の限界がある   The method of increasing the voltage causes a problem of increasing power consumption. Then, in the method of reducing the distance between the vibration surface of the vibration film and the fixed electrode corresponding to the vibration surface of the vibration film, if the distance is too small, as shown in FIG. The end portion 61 of the fixed electrode 51A) and the vibrating membrane 22 come into contact with each other, so that a sufficient amplitude distance cannot be secured. As described above, in the method of reducing the distance between the vibration surface of the vibration film and the fixed electrode corresponding to the vibration surface of the vibration film, the electrostatic force can be increased, but the vibration film and the fixed electrode have a hitting amplitude limit.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、静電型トランスデューサにおいて、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる、静電型トランスデューサ、超音波スピーカ、スピーカ装置、静電型トランスデューサによる音声信号再生方法、指向性音響システム、および表示装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to reduce the amplitude distance of the diaphragm without increasing the voltage applied to the fixed electrode or the diaphragm more than necessary in the electrostatic transducer. An electrostatic transducer, an ultrasonic speaker, a speaker device, an audio signal reproduction method using a capacitive transducer, a directional acoustic system, and a display device can be provided.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の静電型トランスデューサは、振動電極層を有する振動膜と、貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する電極と、を含み、前記電極は前記振動膜と対向して配置され、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部におけるよりも中央部における方が距離が大きい形状であることを特徴とする。
このような構成により、静電型トランスデューサにおいて、固定電極部分の電極部(振動膜に対向する静電力発生面)の少なくとも一部を、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が端部(振動膜の振動部分の端部)よりも中央部の方が大きい形状とする。これにより、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。
The present invention has been made to solve the above problems, and an electrostatic transducer according to the present invention includes a vibrating membrane having a vibrating electrode layer, a through hole and the vibrating membrane adjacent to the through hole. And an electrode having an electrode part that generates an electrostatic force by a voltage applied to the electrode, wherein the electrode is disposed to face the vibration film, and at least a part of the electrode part is a vibration part of the vibration film. The distance between the surface during non-vibration and the surface of the electrode portion is such that the distance at the center is larger than at the end of the vibrating portion of the vibrating membrane.
With such a configuration, in the electrostatic transducer, at least a part of the electrode portion of the fixed electrode portion (electrostatic force generation surface facing the vibration membrane) is disposed on the surface of the electrode portion and the vibration membrane (surface during non-vibration). The distance between the center portion and the center portion is larger than the end portion (the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane). Thereby, the electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm without increasing the voltage applied to the fixed electrode and the diaphragm more than necessary.

また、本発明の静電型トランスデューサは、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる傾斜面の形状であることを特徴とする。
このような構成により、固定電極の電極部の少なくとも一部に傾斜面を設け、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って大きくなるようにしたので、これにより、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。
Further, in the electrostatic transducer according to the present invention, at least a part of the electrode part is formed on the vibration part of the vibration film at a distance between the surface of the vibration part of the vibration film when not vibrating and the surface of the electrode part. It is the shape of the inclined surface where distance becomes large as it goes to a center part from an edge part, It is characterized by the above-mentioned.
With such a configuration, an inclined surface is provided on at least a part of the electrode portion of the fixed electrode, and the distance between the electrode portion and the surface of the vibrating membrane (the surface during non-vibration) is the end portion (the vibration portion of the vibrating membrane). As the distance increases from the edge to the center, the electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm without increasing the voltage applied to the fixed electrode or diaphragm more than necessary. it can.

また、本発明の静電型トランスデューサは、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる曲面の形状であることを特徴とする。
このような構成により、固定電極の電極部の少なくとも一部に曲面を設け、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って大きくなるようにしたので、これにより、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。
Further, in the electrostatic transducer according to the present invention, at least a part of the electrode part is formed on the vibration part of the vibration film at a distance between the surface of the vibration part of the vibration film when not vibrating and the surface of the electrode part. It is a shape of a curved surface whose distance increases from the end toward the center.
With such a configuration, a curved surface is provided on at least a part of the electrode portion of the fixed electrode, and the distance between the electrode portion and the surface of the vibrating membrane (the surface during non-vibration) is the end portion (the end of the vibrating portion of the vibrating membrane). In this case, the electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm without increasing the voltage applied to the fixed electrode and diaphragm more than necessary. .

また、本発明の静電型トランスデューサは、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる階段状の形状であることを特徴とする。
このような構成により、静電型トランスデューサにおいて、固定電極の電極部の少なくとも一部を階段形状とし、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って大きくなるようにしたので、これにより、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。
Further, in the electrostatic transducer according to the present invention, at least a part of the electrode part is formed on the vibration part of the vibration film at a distance between the surface of the vibration part of the vibration film when not vibrating and the surface of the electrode part. It has a step-like shape in which the distance increases from the end toward the center.
With such a configuration, in the electrostatic transducer, at least a part of the electrode portion of the fixed electrode has a staircase shape, and the distance between the electrode portion and the surface of the vibrating membrane (the surface during non-vibration) is the end portion (vibration). (The end of the vibrating portion of the membrane) increases from the center to the central portion, so that the amplitude applied to the vibrating membrane can be secured while maintaining the amplitude distance of the vibrating membrane without increasing the voltage applied to the fixed electrode and the vibrating membrane more than necessary. Power can be increased.

また、本発明の静電型トランスデューサは、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部におけるよりも中央部における方が距離が大きくなる、傾斜面、曲面、階段状の形状のうちの少なくとも2つ以上を組み合わせた形状であることを特徴とする。
このような構成により、固定電極の電極部の少なくとも一部を、傾斜面、曲面、階段状の形状のうちの少なくとも2つ以上を組み合わせた形状とし、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って大きくなるようにしたので、これにより、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。
Further, in the electrostatic transducer according to the present invention, at least a part of the electrode part is formed on the vibration part of the vibration film at a distance between the surface of the vibration part of the vibration film when not vibrating and the surface of the electrode part. It is a shape in which at least two or more of an inclined surface, a curved surface, and a staircase shape are combined, the distance being greater in the center portion than in the end portion.
With such a configuration, at least a part of the electrode portion of the fixed electrode has a shape obtained by combining at least two of an inclined surface, a curved surface, and a stepped shape, and the surface of the electrode portion and the vibrating membrane (non-vibration) Since the distance from the surface of the time increases from the end (the end of the vibrating portion of the vibrating membrane) toward the center, this increases the voltage applied to the fixed electrode and the vibrating membrane more than necessary. The electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm.

また、本発明の静電型トランスデューサは、振動電極層を有する振動膜と、貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する第1の電極と、貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する第2の電極と、を含み、前記第1の電極と前記第2の電極は、前記振動膜の両面側にそれぞれ対向して配置され、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる形状であることを特徴とする。
このような構成により、振動膜を一対の電極で挟持して構成されるプッシュプル型の静電型トランスデューサにおいて、固定電極部分の電極部の少なくとも一部は、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って大きくなる形状とする。これにより、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。
The electrostatic transducer according to the present invention includes an electrode portion that generates an electrostatic force by a voltage applied between a vibrating membrane having a vibrating electrode layer and a through hole and the vibrating membrane adjacent to the through hole. A first electrode having a through hole and a second electrode having an electrode portion that generates an electrostatic force by a voltage applied between the through hole and the vibration film adjacent to the through hole. The electrode and the second electrode are disposed to face both surfaces of the vibrating membrane, respectively, and at least a part of the electrode portion includes a surface of the vibrating portion of the vibrating membrane during non-vibration and the electrode portion. In the distance from the surface, the distance increases from the end of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center.
With such a configuration, in the push-pull type electrostatic transducer configured by sandwiching the vibration membrane between the pair of electrodes, at least a part of the electrode portion of the fixed electrode portion is formed on the surface of the electrode portion and the vibration membrane ( The distance from the surface at the time of non-vibration increases from the end (the end of the vibrating portion of the vibrating membrane) toward the center. As a result, the electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm.

また、本発明の静電型トランスデューサは、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前面振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる傾斜面の形状であることを特徴とする。
このような構成により、振動膜を一対の電極で挟持して構成されるプッシュプル型の静電型トランスデューサにおいて、固定電極の電極部の少なくとも一部に傾斜面を設け、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って大きくなるようにしたので、これにより、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。
Further, in the electrostatic transducer according to the present invention, at least a part of the electrode portion is a portion of the vibrating portion of the front vibrating membrane at a distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. It is the shape of the inclined surface where distance becomes large as it goes to a center part from an edge part, It is characterized by the above-mentioned.
With such a configuration, in the push-pull type electrostatic transducer configured by sandwiching the vibrating membrane between the pair of electrodes, an inclined surface is provided on at least a part of the electrode portion of the fixed electrode, and the electrode portion and the vibrating membrane are provided. Since the distance from the surface (surface during non-vibration) increases from the end (end of the vibrating portion of the vibrating membrane) toward the center, the voltage applied to the fixed electrode and vibrating membrane The electrostatic force can be increased while securing the amplitude distance of the diaphragm without increasing the value more than necessary.

また、本発明の静電型トランスデューサは、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる曲面の形状であることを特徴とする。
このような構成により、振動膜を一対の電極で挟持して構成されるプッシュプル型の静電型トランスデューサにおいて、固定電極の電極部の少なくとも一部に曲面を設け、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って大きくなるようにしたので、これにより、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。
Further, in the electrostatic transducer according to the present invention, at least a part of the electrode part is formed on the vibration part of the vibration film at a distance between the surface of the vibration part of the vibration film when not vibrating and the surface of the electrode part. It is a shape of a curved surface whose distance increases from the end toward the center.
With such a configuration, in a push-pull type electrostatic transducer configured by sandwiching the vibrating membrane between a pair of electrodes, a curved surface is provided on at least a part of the electrode portion of the fixed electrode, and the electrode portion and the vibrating membrane are provided. Since the distance from the surface (the surface during non-vibration) increases from the end (the end of the vibrating part of the vibrating membrane) toward the center, the voltage applied to the fixed electrode and the vibrating membrane is thereby increased. The electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm without increasing it more than necessary.

また、本発明の静電型トランスデューサは、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる階段状の形状であることを特徴とする。
このような構成により、振動膜を一対の電極で挟持して構成されるプッシュプル型の静電型トランスデューサにおいて、固定電極の電極部の少なくとも一部を階段形状とし、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って大きくなるようにしたので、これにより、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。
Further, in the electrostatic transducer according to the present invention, at least a part of the electrode part is formed on the vibration part of the vibration film at a distance between the surface of the vibration part of the vibration film when not vibrating and the surface of the electrode part. It has a step-like shape in which the distance increases from the end toward the center.
With such a configuration, in the push-pull type electrostatic transducer configured by sandwiching the vibrating membrane between the pair of electrodes, at least a part of the electrode portion of the fixed electrode has a stepped shape, and the electrode portion and the vibrating membrane are Since the distance from the surface (the surface during non-vibration) increases from the end (the end of the vibrating part of the vibrating membrane) toward the center, the voltage applied to the fixed electrode and the vibrating membrane is thereby increased. The electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm without increasing it more than necessary.

また、本発明の静電型トランスデューサは、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる、傾斜面、曲面、階段状の形状のうちの少なくとも2つ以上を組み合わせた形状であることを特徴とする。
このような構成により、振動膜を一対の電極で挟持して構成されるプッシュプル型の静電型トランスデューサにおいて、固定電極の電極部の少なくとも一部を、傾斜面、曲面、階段状の形状のうちの少なくとも2つ以上を組み合わせた形状とし、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って大きくなるようにしたので、これにより、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。
Further, in the electrostatic transducer according to the present invention, at least a part of the electrode part is formed on the vibration part of the vibration film at a distance between the surface of the vibration part of the vibration film when not vibrating and the surface of the electrode part. The shape is a combination of at least two of an inclined surface, a curved surface, and a stepped shape whose distance increases from the end toward the center.
With such a configuration, in the push-pull type electrostatic transducer configured by sandwiching the vibrating membrane between the pair of electrodes, at least a part of the electrode portion of the fixed electrode has an inclined surface, a curved surface, or a stepped shape. The shape is a combination of at least two of them, and the distance between the electrode portion and the surface of the vibrating membrane (the surface during non-vibration) increases from the end portion (end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane) toward the center portion. Thus, the electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm without increasing the voltage applied to the fixed electrode and the diaphragm more than necessary.

また、本発明の静電型トランスデューサは、振動電極層を有する振動膜と、貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する電極と、を含み、前記電極は前記振動膜の片面側のみに対向して配置され、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる形状であることを特徴とする。
・・このような構成により、電極を振動膜の片面側のみに対向して配置するプル型の静電型トランスデューサにおいて、電極の電極部の少なくとも一部は、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って距離が大きくなる形状とする。すなわち、振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って、振動膜の表面と固定電極の電極部との距離が大きくなるようにしたので、これにより、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。
The electrostatic transducer according to the present invention includes an electrode portion that generates an electrostatic force by a voltage applied between a vibrating membrane having a vibrating electrode layer and a through hole and the vibrating membrane adjacent to the through hole. The electrode is disposed so as to face only one side of the vibrating membrane, and at least a part of the electrode portion includes a surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the electrode portion. In the distance from the surface, the distance increases from the end of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center.
..With such a configuration, in the pull-type electrostatic transducer in which the electrode is disposed so as to face only one side of the vibrating membrane, at least a part of the electrode portion of the electrode includes the electrode portion and the surface of the vibrating membrane ( The distance is increased from the end (the end of the vibrating portion of the vibrating membrane) toward the center of the non-vibrated surface. That is, since the distance between the surface of the vibrating membrane and the electrode portion of the fixed electrode is increased from the end of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the central portion, the voltage applied to the fixed electrode and the vibrating membrane is thereby increased. The electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm without increasing it more than necessary.

また、本発明の静電型トランスデューサは、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる傾斜面の形状であることを特徴とする。
このような構成により、電極を振動膜の片面側のみに対向して配置するプル型の静電型トランスデューサにおいて、固定電極の電極部の少なくとも一部に傾斜面を設け、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って距離が大きくなるようにしたので、これにより、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。
Further, in the electrostatic transducer according to the present invention, at least a part of the electrode part is formed on the vibration part of the vibration film at a distance between the surface of the vibration part of the vibration film when not vibrating and the surface of the electrode part. It is the shape of the inclined surface where distance becomes large as it goes to a center part from an edge part, It is characterized by the above-mentioned.
With such a configuration, in the pull-type electrostatic transducer in which the electrode is disposed to face only one side of the vibrating membrane, an inclined surface is provided on at least a part of the electrode portion of the fixed electrode, and the electrode portion and the vibrating membrane are provided. Since the distance from the surface (surface at the time of non-vibration) increases from the end (end of the vibrating portion of the vibrating membrane) toward the center, the distance between the fixed electrode and the vibrating membrane The electrostatic force can be increased while securing the amplitude distance of the diaphragm without increasing the applied voltage more than necessary.

また、本発明の静電型トランスデューサは、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる曲面の形状であることを特徴とする。
このような構成により、電極を振動膜の片面側のみに対向して配置するプル型の静電型トランスデューサにおいて、固定電極の電極部の少なくとも一部に曲面を設け、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)端部から中央部に向かうに従って大きくなるようにしたので、これにより、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。
Further, in the electrostatic transducer according to the present invention, at least a part of the electrode part is formed on the vibration part of the vibration film at a distance between the surface of the vibration part of the vibration film when not vibrating and the surface of the electrode part. It is a shape of a curved surface whose distance increases from the end toward the center.
With such a configuration, in the pull-type electrostatic transducer in which the electrode is disposed so as to face only one side of the vibrating membrane, a curved surface is provided on at least a part of the electrode portion of the fixed electrode, and the electrode portion and the vibrating membrane Since the distance from the surface (the surface during non-vibration) increases from the end (the end of the vibrating portion of the vibrating membrane) toward the center, this adds to the fixed electrode and the vibrating membrane. Without increasing the voltage more than necessary, the electrostatic force can be increased while securing the amplitude distance of the diaphragm.

また、本発明の静電型トランスデューサは、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる階段状の形状であることを特徴とする。
このような構成により、電極を振動膜の片面側のみに対向して配置するプル型の静電型トランスデューサにおいて、固定電極の電極部の少なくとも一部を階段形状とし、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って大きくなるようにしたので、これにより、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。
Further, in the electrostatic transducer according to the present invention, at least a part of the electrode part is formed on the vibration part of the vibration film at a distance between the surface of the vibration part of the vibration film when not vibrating and the surface of the electrode part. It has a step-like shape in which the distance increases from the end toward the center.
With such a configuration, in the pull-type electrostatic transducer in which the electrode is disposed so as to face only one side of the diaphragm, at least a part of the electrode part of the fixed electrode has a step shape, and the electrode part and the diaphragm are Since the distance from the surface (the surface during non-vibration) increases from the end (the end of the vibrating part of the vibrating membrane) toward the center, the voltage applied to the fixed electrode and the vibrating membrane is thereby increased. The electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm without increasing it more than necessary.

また、本発明の静電型トランスデューサは、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる、傾斜面、曲面、階段状の形状のうちの少なくとも2つ以上を組み合わせた形状であることを特徴とする。
このような構成により、電極を振動膜の片面側のみに対向して配置するプル型の静電型トランスデューサにおいて、固定電極の電極部の少なくとも一部を、傾斜面、曲面、階段状の形状のうちの少なくとも2つ以上を組み合わせた形状とし、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って距離が大きくなるようにしたので、これにより、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。
Further, in the electrostatic transducer according to the present invention, at least a part of the electrode part is formed on the vibration part of the vibration film at a distance between the surface of the vibration part of the vibration film when not vibrating and the surface of the electrode part. The shape is a combination of at least two of an inclined surface, a curved surface, and a stepped shape whose distance increases from the end toward the center.
With such a configuration, in the pull-type electrostatic transducer in which the electrode is disposed to face only one side of the vibrating membrane, at least a part of the electrode portion of the fixed electrode has an inclined surface, a curved surface, or a stepped shape. The shape is a combination of at least two of them, and the distance between the electrode portion and the surface of the vibrating membrane (the surface during non-vibration) increases from the end portion (end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane) toward the center portion. Since the distance is increased, the electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm without increasing the voltage applied to the fixed electrode and the diaphragm more than necessary.

また、本発明の静電型トランスデューサは、前記静電型トランスデューサの背面に音響反射板を設けたことを特徴とする。
このような構成により、プッシュプル型の静電型トランスデューサの背面に音響反射板を設置し、該静電型トランスデューサの背面から放出される音波を前面に反射させる。特に、静電型トランスデューサを超音波トランスデューサとして使用する場合は、この音響反射板を、超音波トランスデューサ背面の通気口部から放射された超音波が全て同じ長さの経路で超音波トランスデューサ前面に放射されるように配置する。
これにより、静電型トランスデューサの背面から放出される音波を有効利用できる。特に、静電型トランスデューサを超音波トランスデューサとして使用する場合に、超音波トランスデューサの前面および背面から放出される超音波を有効利用できる。
The electrostatic transducer according to the present invention is characterized in that an acoustic reflector is provided on the back surface of the electrostatic transducer.
With such a configuration, an acoustic reflector is installed on the back surface of the push-pull electrostatic transducer, and the sound waves emitted from the back surface of the electrostatic transducer are reflected to the front surface. In particular, when an electrostatic transducer is used as an ultrasonic transducer, this acoustic reflector is used to radiate all of the ultrasonic waves radiated from the vent on the back of the ultrasonic transducer to the front of the ultrasonic transducer along the same length path. To be arranged.
Thereby, the sound wave emitted from the back surface of the electrostatic transducer can be effectively used. In particular, when an electrostatic transducer is used as an ultrasonic transducer, ultrasonic waves emitted from the front and back surfaces of the ultrasonic transducer can be effectively used.

また、本発明の静電型トランスデューサは、前記音響反射板は、静電型トランスデューサ背面の中心位置に一端が位置し、該中心位置を基準として静電型トランスデューサ背面の両側に対して45°の角度で配置され他端が静電型トランスデューサの端部と一致する長さの一対の第1の反射板と、前記一対の第1の反射板の前記端部と直角の角度をなして各々前記第1の反射板の外側方向に接続され前記第1の反射板長と同等の長さを有する一対の第2の反射板とで構成されていることを特徴とする。
このような構成により、静電型トランスデューサを超音波トランスデューサとして使用する場合に、音響反射板は、超音波トランスデューサ背面の通気口部から放射された超音波が全て同じ長さの経路で超音波トランスデューサ前面に放射されるように配置される。すなわち、超音波トランスデューサ背面の中心Mの両側に対して45°の角度で第1の反射板を配置し、その端が超音波トランスデューサの端と一致する点までの長さとする。この第1の反射板により超音波トランスデューサ背面から放出された超音波は水平方向へ反射される。次に第1の反射板と直角の角度を持って接続された第2の反射板を各々第1の反射板の外側へ接続することで、超音波は超音波トランスデューサの前面へ放出される。この第2の反射板長も第1の反射板長と同等であることが必要である。このようにして、超音波トランスデューサ背面から放射された超音波が全て同じ長さの経路を持って反射されるようにし、背面から前面に放出される超音波の位相が全て揃うようにする。
これにより、トランスデューサの前面および背面から放出される超音波を有効利用できる。
In the electrostatic transducer according to the present invention, the acoustic reflector has one end positioned at the center position of the back surface of the electrostatic transducer, and is 45 ° with respect to both sides of the back surface of the electrostatic transducer with the center position as a reference. A pair of first reflectors arranged at an angle and having the other end coincident with an end of the electrostatic transducer, and an angle perpendicular to the ends of the pair of first reflectors. It is characterized by comprising a pair of second reflectors connected in the outer direction of the first reflector and having a length equivalent to the length of the first reflector.
With such a configuration, when an electrostatic transducer is used as an ultrasonic transducer, the acoustic reflector is an ultrasonic transducer in which all the ultrasonic waves radiated from the vent hole on the back surface of the ultrasonic transducer have the same length. Arranged to radiate to the front. That is, the first reflecting plate is disposed at an angle of 45 ° with respect to both sides of the center M on the back surface of the ultrasonic transducer, and the length of the first reflecting plate coincides with the end of the ultrasonic transducer. The ultrasonic wave emitted from the back surface of the ultrasonic transducer is reflected in the horizontal direction by the first reflecting plate. Next, by connecting the second reflecting plate connected at a right angle to the first reflecting plate to the outside of the first reflecting plate, the ultrasonic wave is emitted to the front surface of the ultrasonic transducer. The second reflector length is also required to be equal to the first reflector length. In this way, all the ultrasonic waves radiated from the back surface of the ultrasonic transducer are reflected along the same length path, and all the phases of the ultrasonic waves emitted from the back surface to the front surface are aligned.
Thereby, the ultrasonic wave emitted from the front surface and the back surface of the transducer can be effectively used.

また、本発明の超音波スピーカは、可聴周波数帯の信号波を生成する信号源から出力される信号波により超音波周波数帯の搬送波を変調し、該変調波により静電型トランスデューサを駆動することにより可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカであって、前記静電型トランスデューサは、振動電極層を有する振動膜と、貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する電極と、を含み、前記電極は前記振動膜と対向して配置され、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる形状であることを特徴とする。
このような構成により、可聴周波数帯の信号波により超音波周波数帯の搬送波(キャリア波)を変調し、該変調波により静電型トランスデューサを駆動する超音波スピーカにおいて、前記静電型トランスデューサの固定電極の電極部の少なくとも一部は、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って大きくなる形状とする。
これにより、超音波スピーカに使用される静電型トランスデューサにおいて、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。その結果、広周波数帯域にわたってパラメトリックアレイ効果を得るのに十分高い音圧レベルの音響信号を発生することができる超音波スピーカを実現できる。
The ultrasonic speaker according to the present invention modulates a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a signal wave output from a signal source that generates a signal wave in an audible frequency band, and drives an electrostatic transducer with the modulated wave. An ultrasonic speaker that reproduces a signal sound in an audible frequency band, wherein the electrostatic transducer includes a vibrating membrane having a vibrating electrode layer, a through hole and the vibrating membrane adjacent to the through hole. An electrode having an electrode portion that generates an electrostatic force by an applied voltage, and the electrode is disposed to face the vibrating membrane, and at least a part of the electrode portion is a non-vibrating portion of the vibrating membrane. The distance between the surface at the time of vibration and the surface of the electrode portion is such that the distance increases from the end of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center.
With such a configuration, in an ultrasonic speaker that modulates a carrier wave (carrier wave) in an ultrasonic frequency band with a signal wave in an audible frequency band and drives the electrostatic transducer with the modulated wave, the electrostatic transducer is fixed. At least a part of the electrode portion of the electrode is such that the distance between the electrode portion and the surface of the vibrating membrane (surface during non-vibration) increases from the end portion (end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane) toward the center portion. Shape.
Thereby, in the electrostatic transducer used for the ultrasonic speaker, the electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the vibrating membrane. As a result, it is possible to realize an ultrasonic speaker that can generate an acoustic signal having a sufficiently high sound pressure level to obtain a parametric array effect over a wide frequency band.

また、本発明のスピーカ装置は、可聴周波数帯の信号波を生成する信号源と、前記信号源から出力される信号波を増幅する増幅器とを有し、前記増幅器の出力信号により前記静電型トランスデューサが駆動されるスピーカ装置であって、前記静電型トランスデューサは、振動電極層を有する振動膜と、貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する電極と、を含み、前記電極は前記振動膜と対向して配置され、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる形状であることを特徴とする。
これにより、スピーカ装置に使用される静電型トランスデューサにおいて、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。その結果、広周波数帯域にわたって分高い音圧レベルの音響信号を発生することができる。
Further, the speaker device of the present invention includes a signal source that generates a signal wave in an audible frequency band, and an amplifier that amplifies the signal wave output from the signal source, and the electrostatic type is generated by an output signal of the amplifier. A speaker device in which a transducer is driven, wherein the electrostatic transducer is statically driven by a vibration film having a vibration electrode layer, a through-hole, and a voltage applied between the vibration film adjacent to the through-hole. An electrode having an electrode part for generating electric power, wherein the electrode is disposed to face the vibration film, and at least a part of the electrode part is a surface of the vibration part of the vibration film when not vibrating and the electrode The distance from the surface of the electrode portion is such that the distance increases from the end of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the central portion.
Thereby, in the electrostatic transducer used in the speaker device, the electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm without increasing the voltage applied to the fixed electrode and the diaphragm more than necessary. As a result, an acoustic signal having a high sound pressure level can be generated over a wide frequency band.

また、本発明の静電型トランスデューサによる音声信号再生方法は、振動電極層を有する振動膜と、貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する電極と、を含み、前記電極は前記振動膜と対向して配置され、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる形状である静電型トランスデューサを使用すると共に、信号源により可聴周波数帯の信号波を生成する手順と、キャリア波供給手段により超音波周波数帯の搬送波を生成し、出力する手順と、変調手段により搬送波を前記信号波により変調した変調信号を生成する手順と、前記電極と前記振動膜の振動電極層との間に前記変調信号を印加することにより静電型トランスデューサを駆動する手順と、を含むことを特徴とする。
このような手順を含む静電型トランスデューサの音声信号再生方法では、可聴周波数帯の信号波により超音波周波数帯のキャリア波を変調し、該変調波により静電型トランスデューサを駆動する超音波スピーカにおいて、前記静電型トランスデューサの固定電極部分の電極部の少なくとも一部は、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って距離が大きくなる形状とする。
これにより、超音波スピーカに使用される静電型トランスデューサにおいて、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。その結果、広周波数帯域にわたってパラメトリックアレイ効果を得るのに十分高い音圧レベルの音響信号を発生することができる。
Further, the audio signal reproducing method using the electrostatic transducer according to the present invention is configured so that the electrostatic force is generated by the voltage applied between the vibrating membrane having the vibrating electrode layer and the through hole and the vibrating membrane adjacent to the through hole. An electrode having an electrode portion to be generated, wherein the electrode is disposed to face the vibrating membrane, and at least a part of the electrode portion is a surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the electrode portion An electrostatic transducer having a shape in which the distance increases from the end of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the central portion at a distance from the surface of the diaphragm, and a signal wave in an audible frequency band is generated by a signal source A procedure, a procedure of generating and outputting a carrier wave in an ultrasonic frequency band by the carrier wave supply means, a procedure of generating a modulation signal obtained by modulating the carrier wave by the signal wave by a modulation means, A step of driving the electrostatic transducer by applying said modulating signal between the vibrating electrode layer of the vibrating film and the serial electrode, characterized in that it comprises a.
In an audio signal reproducing method for an electrostatic transducer including such a procedure, in an ultrasonic speaker that modulates a carrier wave in an ultrasonic frequency band with an audible frequency band signal wave and drives the electrostatic transducer with the modulated wave. The distance between the electrode portion and the surface of the vibrating membrane (the surface during non-vibration) is at least the end portion (the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane). ) From the center to the center.
Thereby, in the electrostatic transducer used for the ultrasonic speaker, the electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the vibrating membrane without increasing the voltage applied to the fixed electrode and the vibrating membrane more than necessary. As a result, it is possible to generate an acoustic signal having a sound pressure level that is sufficiently high to obtain a parametric array effect over a wide frequency band.

また、本発明の指向性音響システムは、音響ソースから供給される音声信号のうち第一の音域の信号により超音波周波数帯域の搬送波信号を変調し、該変調信号により静電型トランスデューサを駆動し可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカと、前記音響ソースから供給される音声信号のうち前記第一の音域よりも低い第二の音域の信号を再生する低音再生用スピーカと、を有する指向性音響システムであって、前記超音波スピーカの静電型トランスデューサは、振動電極層を有する振動膜と、貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する電極と、を含み、前記電極は前記振動膜と対向して配置され、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる形状であることを特徴とする。
上記構成の指向性音響システムでは、固定電極部分の電極部の少なくとも一部は、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って大きくなる形状を有する静電型トランスデューサで構成される超音波スピーカを使用する。そして、この超音波スピーカにより、音響ソースから供給される音声信号のうち中高音域(第一の音域)の音声信号を再生する。また、音響ソースから供給される音声信号のうち低音域(第二の音域)の音声信号は低音再生用スピーカにより再生する。
したがって、超音波スピーカに使用される静電型トランスデューサにおいて、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。その結果、中高音域の音響を十分な音圧と広帯域特性を持って、スクリーン等の音波反射面近傍に形成される仮想音源から発せられるように再生できる。また、低音域の音響は、音響システムに備えられた低音再生用スピーカから直接出力されるので、低音域の補強ができ、より臨場感の高い音場環境を創生できる。
Further, the directional acoustic system of the present invention modulates a carrier wave signal in the ultrasonic frequency band with a signal in the first range among audio signals supplied from an acoustic source, and drives an electrostatic transducer with the modulated signal. An ultrasonic speaker that reproduces a signal sound in an audible frequency band; and a bass reproduction speaker that reproduces a signal in a second sound range lower than the first sound range among the sound signals supplied from the acoustic source. The electrostatic transducer of the ultrasonic speaker includes a vibrating membrane having a vibrating electrode layer, a through hole and a voltage applied between the vibrating membrane adjacent to the through hole. An electrode having an electrode part for generating an electrostatic force, wherein the electrode is disposed to face the vibration film, and at least a part of the electrode part is a non-vibration of a vibration part of the vibration film In the distance between the surface and the electrode portion of the surface at, characterized in that the end portion of the vibrating portion of the vibrating film has a shape distance increases toward the central portion.
In the directional acoustic system having the above-described configuration, at least a part of the electrode portion of the fixed electrode portion has a distance between the electrode portion and the surface of the vibrating membrane (the surface at the time of non-vibration) at the end portion (the vibrating portion of the vibrating membrane). An ultrasonic speaker composed of an electrostatic transducer having a shape that increases from the end to the center is used. The ultrasonic speaker reproduces an audio signal in the middle / high range (first range) of the audio signal supplied from the acoustic source. In addition, among the audio signals supplied from the acoustic source, an audio signal in a low sound range (second sound range) is reproduced by a low sound reproduction speaker.
Therefore, in the electrostatic transducer used in the ultrasonic speaker, the electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm without increasing the voltage applied to the fixed electrode or the diaphragm more than necessary. As a result, it is possible to reproduce the mid-high range sound so that it can be emitted from a virtual sound source formed in the vicinity of a sound wave reflecting surface such as a screen with sufficient sound pressure and wide band characteristics. Further, since the sound in the low frequency range is directly output from the low sound reproduction speaker provided in the sound system, the low frequency range can be reinforced and a more realistic sound field environment can be created.

また、本発明の表示装置は、音響ソースから供給される音声信号により超音波周波数帯域の搬送波信号を変調し、該変調信号により静電型トランスデューサを駆動して可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカと、映像を投影面に投影する投影光学系と、で構成される表示装置であって、前記超音波スピーカの静電型トランスデューサは、振動電極層を有する振動膜と、貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する電極と、を含み、前記電極は前記振動膜と対向して配置され、前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる形状であることを特徴とする。
上記構成の表示装置では、固定電極部分の電極部の少なくとも一部は、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)から中央部に向かうに従って大きくなる形状を有する静電型トランスデューサで構成される超音波スピーカを使用する。そして、この超音波スピーカにより、音響ソースから供給される音声信号を再生する。
これにより、超音波スピーカに使用される静電型トランスデューサにおいて、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。その結果、音響信号を十分な音圧と広帯域特性を持って、スクリーン等の音波反射面近傍に形成される仮想音源から発せられるように再生できる。このため、音響信号の再生範囲の制御も容易に行えるようになる。
The display device of the present invention modulates a carrier wave signal in an ultrasonic frequency band with an audio signal supplied from an acoustic source, and drives an electrostatic transducer with the modulated signal to reproduce a signal sound in an audible frequency band. A display device including an ultrasonic speaker and a projection optical system that projects an image on a projection surface, wherein the electrostatic transducer of the ultrasonic speaker includes a vibration film having a vibration electrode layer, a through hole, An electrode having an electrode part that generates an electrostatic force by a voltage applied between the diaphragm and adjacent to the through-hole, and the electrode is disposed to face the diaphragm, and the electrode part At least part of the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion increases in distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion. Characterized in that it is a that shape.
In the display device having the above configuration, at least a part of the electrode portion of the fixed electrode portion has an end portion (an end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane) having a distance between the electrode portion and the surface of the vibrating membrane (the surface when not vibrating). ) Is used as an ultrasonic speaker composed of an electrostatic transducer having a shape that becomes larger toward the center. And the audio | voice signal supplied from an acoustic source is reproduced | regenerated by this ultrasonic speaker.
Thereby, in the electrostatic transducer used for the ultrasonic speaker, the electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the vibrating membrane without increasing the voltage applied to the fixed electrode and the vibrating membrane more than necessary. As a result, an acoustic signal can be reproduced with a sufficient sound pressure and wideband characteristics so as to be emitted from a virtual sound source formed in the vicinity of a sound wave reflecting surface such as a screen. For this reason, it is possible to easily control the reproduction range of the acoustic signal.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

[第1の実施の形態]
本発明の静電型トランスデューサにおいては、固定電極部分の電極部(振動膜の振動部分に対向する静電力発生面)の少なくとも一部を、該電極部と振動膜の表面(非振動時の表面)との距離が、端部(振動膜の振動部分の端部)よりも中央部の方が大きい形状とする。本実施形態では、振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って、振動膜の表面と電極部との距離が大きくなるようにする。
[First Embodiment]
In the electrostatic transducer according to the present invention, at least a part of the electrode portion of the fixed electrode portion (electrostatic force generation surface facing the vibrating portion of the vibrating membrane) is disposed between the electrode portion and the surface of the vibrating membrane (the surface when not vibrating). The distance between the center portion and the center portion is larger than the end portion (the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane). In the present embodiment, the distance between the surface of the vibrating membrane and the electrode portion is increased from the end of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the central portion.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの構成を示す図である。図1に示す静電型トランスデューサ1はプル型の静電型トランスデューサであり、固定電極20が振動膜22の片面側に配置されて構成される。   FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an electrostatic transducer according to the first embodiment of the present invention. The electrostatic transducer 1 shown in FIG. 1 is a pull-type electrostatic transducer, and is configured by arranging a fixed electrode 20 on one side of a vibrating membrane 22.

静電型トランスデューサ1においては、固定電極20の電極部21と振動膜22の表面(非振動時の表面)との距離が、振動膜22の振動部25の端部27よりも中央部26の方が大きくなる形状となっている。すなわち、振動部25の端部(振幅が小さい)27から振動部25の中央部(振幅が大きい)26に向かうに従って、振動膜22と固定電極20との距離が大きくなっている。具体的には、振動膜22と対向し静電力を発生させる電極部21を傾斜面としている。   In the electrostatic transducer 1, the distance between the electrode portion 21 of the fixed electrode 20 and the surface of the vibrating membrane 22 (the surface during non-vibration) is at the central portion 26 rather than the end portion 27 of the vibrating portion 25 of the vibrating membrane 22. The shape becomes larger. That is, the distance between the vibrating membrane 22 and the fixed electrode 20 increases from the end portion (small amplitude) 27 of the vibrating portion 25 toward the central portion (large amplitude) 26 of the vibrating portion 25. Specifically, the electrode portion 21 that faces the vibration film 22 and generates an electrostatic force is an inclined surface.

また、静電型トランスデューサ1においては、固定電極20に静電力発生部23と通気口部24をそれぞれ設けることによって、静電力発生部23では振動膜22を振動させるのに効果的な形状を設計し、通気口部24では、共鳴管現象によって音圧を最適に発生させるなど効果的な設計をすることができる。具体的には、静電力発生部23は皿形状に近く、通気口部24は管形状に近い形になる。   In the electrostatic transducer 1, the electrostatic force generator 23 and the vent 24 are provided on the fixed electrode 20, so that the electrostatic force generator 23 is designed to have an effective shape for vibrating the vibrating membrane 22. In addition, the vent portion 24 can be effectively designed such that sound pressure is optimally generated by the resonance tube phenomenon. Specifically, the electrostatic force generator 23 is close to a dish shape, and the vent 24 is close to a tube shape.

なお、静電型トランスデューサ1を固定電極側からみると、円形の穴が図1(B)のようにハニカム状に配置されている。また、図1(C)に示すように、振動膜22は金属薄膜(蒸着)による振動電極層(導電層)22Aが誘電体膜(絶縁膜)22Bによって挟まれた構成となっている。   When the electrostatic transducer 1 is viewed from the fixed electrode side, circular holes are arranged in a honeycomb shape as shown in FIG. As shown in FIG. 1C, the vibration film 22 has a structure in which a vibration electrode layer (conductive layer) 22A formed of a metal thin film (evaporation) is sandwiched between dielectric films (insulation films) 22B.

なお、静電型トランスデューサ1の動作原理は、図20に示した従来のプル型の静電型トランスデューサと同じであり、図1(D)に示すように、振動電極層22Aと固定電極20との間に、直流バイアス電源28により直流バイアス電圧が印加されると共に、交流信号源より交流信号29が直流バイアス電圧に重畳されて印加される。これにより、振動電極層22Aと固定電極20の電極部(傾斜面)21に静電力が作用し、振動膜22は交流信号29により駆動され、振動する。   The operation principle of the electrostatic transducer 1 is the same as that of the conventional pull-type electrostatic transducer shown in FIG. 20, and as shown in FIG. 1 (D), the vibrating electrode layer 22A, the fixed electrode 20, In the meantime, a DC bias voltage is applied by the DC bias power source 28, and an AC signal 29 is superimposed on the DC bias voltage and applied from an AC signal source. As a result, electrostatic force acts on the vibrating electrode layer 22A and the electrode portion (inclined surface) 21 of the fixed electrode 20, and the vibrating membrane 22 is driven by the AC signal 29 to vibrate.

このように、振動膜22の振動部25に対向する固定電極20の電極部21を、振動部25の端部(振幅が小さい)から振動部25の中央部(振幅が大きい)に向かうにしたがって、振動面と固定電極の距離が大きくなるように傾斜させることにより、従来のプル型の静電型トランスデューサ(図20を参照)と比べて、固定電極20と振動膜22との距離を近づけることができるため、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。   As described above, the electrode portion 21 of the fixed electrode 20 facing the vibrating portion 25 of the vibrating membrane 22 is moved from the end portion (small amplitude) of the vibrating portion 25 toward the central portion (large amplitude) of the vibrating portion 25. The distance between the fixed electrode 20 and the vibrating membrane 22 is made closer to that of the conventional pull-type electrostatic transducer (see FIG. 20) by inclining so that the distance between the vibrating surface and the fixed electrode is increased. Therefore, the electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm without increasing the voltage applied to the fixed electrode and the diaphragm more than necessary.

なお、振動膜22の振動部25に対応する固定電極20の電極部21の少なくとも一部が、振動部25の端部(振幅が小さい)から振動部25の中央部(振幅が大きい)に向かうにしたがって、振動面と固定電極の距離が大きくなっていればよいので、例えば、図2(A)に示すように、静電型トランスデューサ2を、傾斜面31Aと平面31Bを有する固定電極31で構成してもよいし、図2(B)に示すように、静電型トランスデューサ3を、凸部32Aと傾斜面32Bを有する固定電極32で構成しても構わない。
また、例えば図3に示すように、静電型トランスデューサ4を、角度が異なる傾斜面33A、33Bを有する固定電極33など、2種類以上の傾斜面を組み合わせた固定電極で構成しても構わない。
Note that at least a part of the electrode portion 21 of the fixed electrode 20 corresponding to the vibrating portion 25 of the vibrating membrane 22 is directed from the end portion (small amplitude) of the vibrating portion 25 toward the central portion (large amplitude) of the vibrating portion 25. Accordingly, the distance between the vibration surface and the fixed electrode only needs to be increased. Therefore, for example, as shown in FIG. 2A, the electrostatic transducer 2 is replaced with a fixed electrode 31 having an inclined surface 31A and a flat surface 31B. Alternatively, as shown in FIG. 2B, the electrostatic transducer 3 may be composed of a fixed electrode 32 having a convex portion 32A and an inclined surface 32B.
Further, for example, as shown in FIG. 3, the electrostatic transducer 4 may be composed of a fixed electrode in which two or more types of inclined surfaces are combined, such as a fixed electrode 33 having inclined surfaces 33A and 33B having different angles. .

[第2の実施の形態]
図4は、本発明の第2の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの構成を示す図である。図4に示す静電型トランスデューサ5は、振動膜22の振動部25に対応する固定電極34の電極部(振動膜の振動部25に対向する静電力発生面)34Aの少なくとも一部を、該電極部34Aと振動膜22の表面(非振動時の表面)との距離が端部(振動膜の振動部分の端部)よりも中央部の方が大きい形状とする。本実施形態では、振動膜22の振動部25の端部から中央部に向かうに従って、振動膜22の表面と電極部34Aとの距離が大きくなるようにする。具体的には、固定電極34の振動膜22と対向する面となる電極部34Aを凹上の曲面としたものである。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an electrostatic transducer according to the second embodiment of the present invention. The electrostatic transducer 5 shown in FIG. 4 has at least a part of an electrode portion (an electrostatic force generation surface facing the vibrating portion 25 of the vibrating membrane) 34A of the fixed electrode 34 corresponding to the vibrating portion 25 of the vibrating membrane 22 The distance between the electrode portion 34A and the surface of the vibrating membrane 22 (the surface during non-vibration) is larger at the center than at the end (the end of the vibrating portion of the vibrating membrane). In the present embodiment, the distance between the surface of the vibrating membrane 22 and the electrode portion 34A is increased from the end of the vibrating portion 25 of the vibrating membrane 22 toward the central portion. Specifically, the electrode portion 34 </ b> A that is the surface of the fixed electrode 34 that faces the vibration film 22 is a concave curved surface.

これにより、従来のプル型の静電型トランスデューサ(図20を参照)と比べて、固定電極20と振動膜22との距離を近づけることができるため、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。   As a result, the distance between the fixed electrode 20 and the vibration film 22 can be made shorter than that of a conventional pull-type electrostatic transducer (see FIG. 20), so that a voltage applied to the fixed electrode and the vibration film is more than necessary. The electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the vibration film without increasing it.

なお、振動膜22の振動面に対向する固定電極34の少なくとも一部が振動部25の端部(振幅が小さい)から振動部25の中央部(振幅が大きい)に向かうに従って、振動部25の表面と固定電極34の距離が大きくなっていればよいので、例えば、図5に示すように、静電型トランスデューサ6を、曲面35Aと平面35Bを有する固定電極35で構成してもよいし、また、図6に示すように、静電型トランスデューサ7を、凸状の曲面36Aを有する固定電極36で構成してもよい。   Note that at least a part of the fixed electrode 34 facing the vibration surface of the vibration film 22 moves from the end portion (the amplitude is small) of the vibration portion 25 toward the center portion (the amplitude is large) of the vibration portion 25. Since the distance between the surface and the fixed electrode 34 only needs to be large, for example, as shown in FIG. 5, the electrostatic transducer 6 may be composed of a fixed electrode 35 having a curved surface 35A and a flat surface 35B. Further, as shown in FIG. 6, the electrostatic transducer 7 may be constituted by a fixed electrode 36 having a convex curved surface 36A.

[第3の実施の形態]
図7は、本発明の第3の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの構成を示す図である。図7に示す静電型トランスデューサ8においては、固定電極37の電極部(静電力発生面)に2段の段差を設けている。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of an electrostatic transducer according to the third embodiment of the present invention. In the electrostatic transducer 8 shown in FIG. 7, two steps are provided on the electrode portion (electrostatic force generation surface) of the fixed electrode 37.

これにより、従来のプル型の静電型トランスデューサ(図20を参照)と比べて、固定電極37の電極部(静電力発生面)を振動膜22に近づけることができるため、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。   Accordingly, the electrode portion (electrostatic force generation surface) of the fixed electrode 37 can be brought closer to the vibration film 22 as compared with a conventional pull-type electrostatic transducer (see FIG. 20). The electrostatic force can be increased while securing the amplitude distance of the diaphragm without increasing the voltage applied to the unnecessarily.

また、図8に示すように、静電型トランスデューサ9を、3段以上の段差を持つ固定電極38で構成してもよい。   Further, as shown in FIG. 8, the electrostatic transducer 9 may be constituted by a fixed electrode 38 having three or more steps.

[第4の実施の形態]
図9は、本発明の第4の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの構成を示す図である。図9に示す静電型トランスデューサ10においては、固定電極39の電極部(振動膜に対向する静電力発生面)に曲面39Aと傾斜面39Bを設けている。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an electrostatic transducer according to the fourth embodiment of the present invention. In the electrostatic transducer 10 shown in FIG. 9, a curved surface 39 </ b> A and an inclined surface 39 </ b> B are provided on the electrode portion of the fixed electrode 39 (an electrostatic force generation surface facing the vibration film).

図9に示す静電型トランスデューサ10は、第1の実施の形態の固定電極の形状(斜面)と、第2の実施の形態の形状(曲面)とを組み合わせたものである。このように、第1の実施の形態乃至第3の実施の形態における固定電極で使用した、斜面、曲面、段差の形状を自由に組み合わせることが可能である。   The electrostatic transducer 10 shown in FIG. 9 is a combination of the shape (slope) of the fixed electrode of the first embodiment and the shape (curved surface) of the second embodiment. As described above, it is possible to freely combine the shapes of the slopes, curved surfaces, and steps used in the fixed electrodes in the first to third embodiments.

[第5の実施の形態]
第1の実施の形態乃至第4の実施の形態で示した固定電極は、例えば金属材料を切削などの加工により実施の形態の形状を作成することができるが、絶縁材料に金属を付着(めっき処理、導電ペースト塗布)させても本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。
[Fifth Embodiment]
In the fixed electrodes shown in the first to fourth embodiments, the shape of the embodiment can be created by, for example, cutting a metal material, but the metal is attached to the insulating material (plating). Changes can be made without departing from the gist of the present invention even if the treatment and the conductive paste are applied.

たとえば、図10に示す静電型トランスデューサ11の固定電極40のように、絶縁材料で形成した固定電極母材40Aの板の上に導電ペースト40Bを塗布する構成でもよい。これにより、固定電極を軽量化することができる。   For example, like the fixed electrode 40 of the electrostatic transducer 11 shown in FIG. 10, the structure which apply | coats the electrically conductive paste 40B on the board | plate of the fixed electrode base material 40A formed with the insulating material may be sufficient. Thereby, a fixed electrode can be reduced in weight.

[第6の実施の形態]
図11は、本発明の第6の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの構成を示す図である。 固定電極の構成は金属だけでなく、一部に絶縁材料を有していても本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。例えば、図2(B)に示す静電型トランスデューサ3の変形例として、図11に示す静電型トランスデューサ12のように、振動膜22と固定電極41との間に絶縁膜41A(エポキシ樹脂)のような絶縁材を配置しても構わない。
[Sixth Embodiment]
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an electrostatic transducer according to the sixth embodiment of the present invention. The structure of the fixed electrode is not limited to metal, and even if it has an insulating material in part, it can be changed without departing from the gist of the present invention. For example, as a modification of the electrostatic transducer 3 shown in FIG. 2B, an insulating film 41A (epoxy resin) is provided between the vibration film 22 and the fixed electrode 41 as in the electrostatic transducer 12 shown in FIG. An insulating material such as

[第7の実施の形態]
図12は、本発明の第7の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの構成を示す図である。第1の実施の形態乃至第6の実施の形態では、固定電極が振動膜の片面側のみ配置されるプル型の静電型トランスデューサの構成で説明したが、固定電極が振動膜の両側に配置されるプッシュプル型の静電型トランスデューサの構成であっても、電極の構造としては、対向して配置されるだけで、プル型の静電型トランスデューサと同様に考えることができる。
[Seventh Embodiment]
FIG. 12 is a diagram showing the configuration of an electrostatic transducer according to the seventh embodiment of the present invention. In the first to sixth embodiments, the configuration of the pull-type electrostatic transducer in which the fixed electrode is disposed only on one side of the vibration film has been described. However, the fixed electrode is disposed on both sides of the vibration film. Even in the configuration of the push-pull type electrostatic transducer, the structure of the electrodes can be considered in the same manner as that of the pull-type electrostatic transducer only by being disposed facing each other.

例えば、図12(A)に示すプッシュプル型の静電型トランスデューサ13のような構成となる。この静電型トランスデューサ13においては、振動膜22を挟持するようにして、前面側固定電極20Aと背面側固定電極20Bを配置したものであり、固定電極20A、20Bの振動膜22と対向する電極部21A、21Bは傾斜面となっている。   For example, the push-pull type electrostatic transducer 13 shown in FIG. In this electrostatic transducer 13, the front side fixed electrode 20A and the back side fixed electrode 20B are arranged so as to sandwich the vibration film 22, and the electrodes facing the vibration film 22 of the fixed electrodes 20A and 20B. The portions 21A and 21B are inclined surfaces.

このプッシュプル型の静電型トランスデューサ13の動作原理は、図21に示した従来のプッシュプル型の静電型トランスデューサと同じであり、図12(B)に示すように、直流バイアス電源28により、振動膜22の振動電極層22A(図示せず)に直流バイアス電圧が印加され、固定電極20A、20Bには交流信号29A、29Bが印加される。上記の構成により、前面側固定電極20Aと背面側固定電極20Bとには、センタータップを基準にして、振幅が等しく、位相が互いに反転した交流信号29A、29Bが印加される。これにより、振動膜22の振動電極層22A(図示せず)と、固定電極20A、20Bの振動膜と対向する電極部21A、21Bとの間に静電力が作用し振動膜22は交流信号29A、29Bにより駆動され、振動する。
なお、この回路の構成は、一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。
The operation principle of this push-pull type electrostatic transducer 13 is the same as that of the conventional push-pull type electrostatic transducer shown in FIG. 21, and as shown in FIG. A DC bias voltage is applied to a vibrating electrode layer 22A (not shown) of the vibrating membrane 22, and AC signals 29A and 29B are applied to the fixed electrodes 20A and 20B. With the above configuration, the AC signals 29A and 29B having the same amplitude and inverted phases are applied to the front fixed electrode 20A and the rear fixed electrode 20B with reference to the center tap. As a result, an electrostatic force acts between the vibrating electrode layer 22A (not shown) of the vibrating membrane 22 and the electrode portions 21A and 21B facing the vibrating membranes of the fixed electrodes 20A and 20B, and the vibrating membrane 22 causes the AC signal 29A. , 29B to vibrate.
The configuration of this circuit is an example, and can be changed without departing from the gist of the present invention.

なお、図13に示す静電型トランスデューサ14のように、異なる形状の固定電極37(図7を参照)と固定電極32(図2(B)を参照)を使用することができ、振動膜22に対向する一対の固定電極は必ずしも同じ形状である必要はない。   Note that, like the electrostatic transducer 14 shown in FIG. 13, a fixed electrode 37 (see FIG. 7) and a fixed electrode 32 (see FIG. 2B) having different shapes can be used, and the vibrating membrane 22 can be used. The pair of fixed electrodes facing each other does not necessarily have the same shape.

以上説明したように、従来の静電型トランスデューサでは、振動膜が振動しない状態において、固定電極と振動膜との距離が一定間隔の平面になっているが、本発明の静電型トランスデューサにおいては、固定電極と振動膜との距離を膜の振動に合わせて一定間隔としないようにしている。これにより、固定電極と振動膜との距離を近づけることができるため、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。   As described above, in the conventional electrostatic transducer, the distance between the fixed electrode and the vibrating membrane is a flat surface in a state where the vibrating membrane does not vibrate. However, in the electrostatic transducer of the present invention, The distance between the fixed electrode and the vibrating membrane is not set at a constant interval in accordance with the vibration of the membrane. As a result, the distance between the fixed electrode and the diaphragm can be reduced, so that the electrostatic force can be increased while securing the amplitude distance of the diaphragm without increasing the voltage applied to the fixed electrode or the diaphragm more than necessary. .

[第8の実施の形態]
次に、本発明の第8の実施形態に係る静電型トランスデューサの構成例を図14に示す。図14に示す静電型トランスデューサ15の構成は、音響反射板101、102を静電型トランスデューサの背面に設置したことを除き、図12に示したプッシュプル型の静電型トランスデューサ13の構成と同一である。また、音響反射板101、102を備える静電型トランスデューサ15は、可聴周波数帯の信号により超音波周波数帯のキャリア波を変調した変調信号により駆動される場合に、特に、著しい効果を発揮するものである。
[Eighth Embodiment]
Next, FIG. 14 shows a configuration example of an electrostatic transducer according to the eighth embodiment of the present invention. The configuration of the electrostatic transducer 15 shown in FIG. 14 is the same as the configuration of the push-pull type electrostatic transducer 13 shown in FIG. 12 except that the acoustic reflectors 101 and 102 are installed on the back surface of the electrostatic transducer. Are the same. The electrostatic transducer 15 including the acoustic reflectors 101 and 102 is particularly effective when driven by a modulation signal obtained by modulating a carrier wave in an ultrasonic frequency band with an audible frequency band signal. It is.

以下、静電型トランスデューサ15を超音波トランスデューサと使用する場合について説明する。
図14において、音響反射板101、102は、静電型トランスデューサ15の背面側固定電極20Bの通気口部24Bから放射された超音波が全て同じ長さの経路で静電型トランスデューサ15の前面に放射されるように配置されている。
すなわち、音響反射板は、静電型トランスデューサ15の背面の中心位置Mに一端が位置し、該中心位置を基準として静電型トランスデューサ15の背面の両側に対して45°の角度で配置され他端が静電型トランスデューサ15の端部X1、X2と一致する長さの一対の第1の反射板101、101と、一対の第1の反射板101、101の前記端部と直角の角度をなして各々前記第1の反射板の外側方向に接続され前記第1の反射板長と同等の長さを有する一対の第2の反射板102、102とを有している。
Hereinafter, a case where the electrostatic transducer 15 is used as an ultrasonic transducer will be described.
In FIG. 14, the acoustic reflectors 101 and 102 are placed on the front surface of the electrostatic transducer 15 through a path having the same length of all the ultrasonic waves radiated from the vent portion 24B of the fixed electrode 20B on the back surface side of the electrostatic transducer 15. It is arranged to be emitted.
That is, one end of the acoustic reflector is located at the center position M of the back surface of the electrostatic transducer 15 and is disposed at an angle of 45 ° with respect to both sides of the back surface of the electrostatic transducer 15 with respect to the center position. The pair of first reflecting plates 101 and 101 whose ends coincide with the end portions X1 and X2 of the electrostatic transducer 15 and an angle perpendicular to the ends of the pair of first reflecting plates 101 and 101 are set at right angles. A pair of second reflectors 102 and 102 each having a length equivalent to the length of the first reflector are connected to the outside of the first reflector.

上記構成において、静電型トランスデューサ15背面の中心Mの両側に対して45°の角度で第1の反射板101、101を配置し、その端が静電型トランスデューサ15の端と一致する点までの長さが必要となる。この第1の反射板101、101により静電型トランスデューサ15背面から放出された超音波は水平方向へ反射される。   In the above configuration, the first reflectors 101 and 101 are disposed at an angle of 45 ° with respect to both sides of the center M on the back surface of the electrostatic transducer 15, and the end of the first reflector 101 coincides with the end of the electrostatic transducer 15. The length of is required. The ultrasonic waves emitted from the back surface of the electrostatic transducer 15 by the first reflectors 101 and 101 are reflected in the horizontal direction.

次に第1の反射板101、101と直角の角度を持って接続された第2の反射板102、102を各々第1の反射板101、101の外側へ接続することで超音波は静電型トランスデューサ15の前面へ放出される。この第2の反射板長も第1の反射板長と同等であることが必要である。ここで重要なことは静電型トランスデューサ15背面から放射された超音波が全て同じ長さの経路を持つことである。経路長が同じであることは背面から放出される超音波の位相が全てそろっていることを意味しているからである。   Next, by connecting the second reflectors 102 and 102 connected at a right angle to the first reflectors 101 and 101 to the outside of the first reflectors 101 and 101, respectively, the ultrasonic waves are electrostatically discharged. Released to the front of the mold transducer 15. The second reflector length is also required to be equal to the first reflector length. What is important here is that all the ultrasonic waves radiated from the back surface of the electrostatic transducer 15 have the same length path. This is because the same path length means that the phases of the ultrasonic waves emitted from the back surface are all aligned.

また、図14のように音波を幾何学的に扱うことができるのは、放出する音波が超音波であるため、極めて強い指向性を持つからである。またもう一点言及しておく必要があるのは、静電型トランスデューサ15前面から放出された超音波と背面から反射されて前面へ放出された超音波の時間差である。   Further, the reason why the sound wave can be handled geometrically as shown in FIG. 14 is that the sound wave to be emitted is an ultrasonic wave and therefore has a very strong directivity. Another point that needs to be mentioned is the time difference between the ultrasonic wave emitted from the front surface of the electrostatic transducer 15 and the ultrasonic wave reflected from the rear surface and emitted to the front surface.

トランスデューサの中心からaの距離だけ離れた地点から放出された超音波は、トランスデューサを円形と仮定しその半径をrとすると、トランスデューサ前面まで到達する距離はおおよそ2r、すなわちトランスデューサの直径に等しい。勿論、距離aは次式を満たしていなければならない。
0≦a≦r …… (1)
The ultrasonic wave emitted from a point a distance away from the center of the transducer is assumed to be circular and its radius is r, and the distance to reach the transducer front surface is approximately 2r, that is, the diameter of the transducer. Of course, the distance a must satisfy the following equation.
0 ≦ a ≦ r (1)

今、トランスデューサの直径を約10cmとし、音速を340m/secとすると、前面から放出される超音波と背面から放出された超音波が反射して前面に到達するまでの時間差は約0.29msecであり、人間が知覚できない時間差であるので問題はない。すなわち、トランスデューサの前面および背面から放出される超音波を有効利用できる。
なお、この音響反射板の配置する構成や形状は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。
Now, assuming that the transducer diameter is about 10 cm and the sound velocity is 340 m / sec, the time difference between the ultrasonic wave emitted from the front surface and the ultrasonic wave emitted from the back surface and reaching the front surface is about 0.29 msec. There is no problem because it is a time difference that humans cannot perceive. That is, ultrasonic waves emitted from the front and back surfaces of the transducer can be used effectively.
The arrangement and shape of the acoustic reflector are merely examples, and can be changed without departing from the gist of the present invention.

[第9の実施の形態]
次に、本発明の第9の実施の形態に係わる超音波スピーカおよびスピーカ装置について説明する。図15(A)は、本発明の静電型トランスデューサを使用した超音波スピーカの構成を示す図である。本実施形態に係る超音波スピーカは、上述した本発明の静電型トランスデューサ(図1乃至図14に示した静電型トランスデューサ)を使用している。この静電型トランスデューサは、固定電極の電極部(振動膜の振動部に対向する静電力発生面)の表面と振動膜の振動部の表面との距離が、振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って大きくなるように構成されている。これにより、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる。このため、十分高い音圧レベルの音響信号を発生することができる超音波スピーカを実現できる。
[Ninth Embodiment]
Next, an ultrasonic speaker and speaker device according to a ninth embodiment of the present invention will be described. FIG. 15A is a diagram showing a configuration of an ultrasonic speaker using the electrostatic transducer of the present invention. The ultrasonic speaker according to this embodiment uses the above-described electrostatic transducer of the present invention (the electrostatic transducer shown in FIGS. 1 to 14). In this electrostatic transducer, the distance between the surface of the electrode portion of the fixed electrode (electrostatic force generation surface facing the vibrating portion of the vibrating membrane) and the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane is from the end of the vibrating portion of the vibrating membrane. It is comprised so that it may become large as it goes to the center part. Thereby, the electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm without increasing the voltage applied to the fixed electrode and the diaphragm more than necessary. For this reason, the ultrasonic speaker which can generate | occur | produce the acoustic signal of a sufficiently high sound pressure level is realizable.

図15(A)において、超音波スピーカ16は、可聴波周波数帯の信号波を生成する可聴周波数波発振源201と、超音波周波数帯のキャリア波(搬送波)を生成し、出力するキャリア波発振源202と、変調器203と、パワーアンプ204と、静電型トランスデューサ205Aとを有している。
変調器203は、キャリア波発振源202から出力されるキャリア波を可聴周波数波発振源201から出力される可聴波周波数帯の信号波により変調し、パワーアンプ204を介して静電型トランスデューサ205Aに供給する。
In FIG. 15A, an ultrasonic speaker 16 includes an audio frequency wave oscillation source 201 that generates a signal wave in an audio frequency band, and a carrier wave oscillation that generates and outputs an ultrasonic frequency carrier wave (carrier wave). A source 202, a modulator 203, a power amplifier 204, and an electrostatic transducer 205A are included.
The modulator 203 modulates the carrier wave output from the carrier wave oscillation source 202 with the signal wave in the audible frequency band output from the audio frequency wave oscillation source 201, and transmits the modulated wave to the electrostatic transducer 205A via the power amplifier 204. Supply.

上記構成において、可聴周波数波発振源201より出力される信号波によってキャリア波発振源202から出力される超音波周波数帯のキャリア波を変調器203により変調し、パワーアンプ204で増幅した変調信号により静電型トランスデューサ205Aを駆動する。この結果、上記変調信号が静電型トランスデューサ205Aにより有限振幅レベルの音波に変換され、この音波は媒質中(空気中)に放射されて媒質(空気)の非線形効果によって元の可聴周波数帯の信号音が自己再生される。   In the above configuration, the carrier wave in the ultrasonic frequency band output from the carrier wave oscillation source 202 by the signal wave output from the audible frequency wave oscillation source 201 is modulated by the modulator 203 and the modulated signal amplified by the power amplifier 204 is used. The electrostatic transducer 205A is driven. As a result, the modulated signal is converted into a sound wave of a finite amplitude level by the electrostatic transducer 205A, and this sound wave is radiated into the medium (in the air) and the signal in the original audible frequency band due to the nonlinear effect of the medium (air). The sound is self-playing.

すなわち、音波は空気を媒体として伝播する粗密波であるので、変調された超音波が伝播する過程で、空気の密な部分と疎な部分な顕著に表れ、密な部分は音速が速く、疎な部分は音速が遅くなるので変調波自身に歪が生じ、その結果キャリア波(超音波周波数帯)とに波形分離され、可聴波周波数帯の信号波(信号音)が再生される。   In other words, sound waves are coarse and dense waves that propagate using air as a medium, so that in the process of modulated ultrasonic waves, the dense and sparse portions of air appear prominently, and the dense portions have high sound speed and sparseness. Since the sound speed of such a portion is slow, the modulation wave itself is distorted. As a result, the waveform is separated into a carrier wave (ultrasonic frequency band), and a signal wave (signal sound) in an audible frequency band is reproduced.

超音波は空中では減衰が激しく、その周波数の二乗に比例して減衰する。したがって、キャリア周波数(超音波)が低いと減衰も少なくビーム状に遠くまで音の届く超音波スピーカを提供することができる。
逆にキャリア周波数が高いと減衰が激しいのでパラメトリックアレイ効果が十分に起きず、音が広がる超音波スピーカを提供することができる。これらは同じ超音波スピーカでも用途に応じて使い分けることが可能なため大変有効な機能である。
Ultrasound is strongly attenuated in the air and attenuates in proportion to the square of its frequency. Therefore, when the carrier frequency (ultrasonic wave) is low, it is possible to provide an ultrasonic speaker in which the sound reaches far as a beam with little attenuation.
On the contrary, if the carrier frequency is high, the attenuation is severe, so that the parametric array effect does not occur sufficiently and an ultrasonic speaker in which the sound spreads can be provided. These are very effective functions because the same ultrasonic speaker can be used according to the application.

また、ペットとして人間と生活をともにすることの多い犬は40kHzまで、猫は100kHzまでの音を聴くことが可能であるため、それ以上のキャリア周波数をもちいれば、ペットに及ぼす影響もなくなるという利点も有する。いずれにせよ色々な周波数で利用できるということは多くのメリットをもたらす。   Also, dogs who often live with humans as pets can listen to sounds up to 40 kHz, and cats can listen to sounds up to 100 kHz, so if you use a carrier frequency higher than that, there will be no effect on the pet. There are also advantages. In any case, the fact that it can be used at various frequencies brings many advantages.

なお、本発明の静電型トランスデューサは、超音波スピーカとしてだけでなく、通常のスピーカ装置として使用することもできる。例えば、図15(B)に示すように、可聴周波数波発振源201より出力される信号波をパワーアンプ204で増幅した信号により静電型トランスデューサ205Bを駆動する。   The electrostatic transducer of the present invention can be used not only as an ultrasonic speaker but also as a normal speaker device. For example, as shown in FIG. 15B, the electrostatic transducer 205B is driven by a signal obtained by amplifying the signal wave output from the audible frequency wave oscillation source 201 by the power amplifier 204.

以上説明したように、本発明の超音波スピーカシステムおよびスピーカ装置においては、本発明の静電型トランスデューサを使用しており、音響信号を十分な音圧レベルと広帯域特性を持って再生することができる。特に、超音波スピーカにおいては、音響信号を十分な音圧レベルと広帯域特性を持ってスクリーン等の音波反射面近傍に形成される仮想音源から発せられるように再生できる。このため、その再生範囲の制御も容易に行えるようになる。   As described above, the ultrasonic speaker system and the speaker device of the present invention use the electrostatic transducer of the present invention, and can reproduce an acoustic signal with a sufficient sound pressure level and wide band characteristics. it can. In particular, in an ultrasonic speaker, an acoustic signal can be reproduced so as to be emitted from a virtual sound source formed in the vicinity of a sound wave reflecting surface such as a screen with a sufficient sound pressure level and wide band characteristics. For this reason, the reproduction range can be easily controlled.

[第10の実施の形態]
次に、本発明の静電型トランスデューサ、すなわち、固定電極の電極部(振動膜の振動部に対向する静電力発生面)の表面と振動膜の振動部の表面(非振動時の表面)との距離が、振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って大きくなるように構成され、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができる静電型トランスデューサで構成される超音波スピーカを使用した指向性音響システムについて説明する。
[Tenth embodiment]
Next, the electrostatic transducer according to the present invention, that is, the surface of the electrode portion of the fixed electrode (surface of electrostatic force generation facing the vibrating portion of the vibrating membrane) and the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane (surface during non-vibration) The distance is increased as it goes from the end of the vibrating portion of the vibrating membrane to the center portion, while ensuring the amplitude distance of the vibrating membrane without increasing the voltage applied to the fixed electrode and the vibrating membrane more than necessary. A directional acoustic system using an ultrasonic speaker composed of an electrostatic transducer capable of increasing electrostatic force will be described.

なお、ここで示す例は、プル型の静電型トランスデューサ(図1を参照)に比べて音質のよい(歪みの少ない)プッシュプル型の静電型トランスデューサ(図12を参照)を使用した例について説明するが、勿論、プル型の静電型トランスデューサを使用してもよい。
なお、超音波周波数帯の信号で駆動される静電型トランスデューサを、以下、「超音波トランスデューサ」とも呼ぶ。
The example shown here is an example in which a push-pull type electrostatic transducer (see FIG. 12) having better sound quality (less distortion) than a pull type electrostatic transducer (see FIG. 1) is used. However, of course, a pull-type electrostatic transducer may be used.
The electrostatic transducer driven by a signal in the ultrasonic frequency band is hereinafter also referred to as “ultrasonic transducer”.

以下、本発明に係る指向性音響システムの一例としてプロジェクタ(表示装置)を例に採り説明する。図16は本発明に係るプロジェクタの使用状態を示している。同図に示すように、プロジェクタ301は視聴者303の後方に設置され、視聴者303の前方に設置されたスクリーン302に映像を投影するとともに、プロジェクタ301に搭載されている超音波スピーカによりスクリーン302の投影面に仮想音源を形成し、音声を再生するようになっている。   Hereinafter, a projector (display device) will be described as an example of a directional acoustic system according to the present invention. FIG. 16 shows the usage state of the projector according to the present invention. As shown in the figure, the projector 301 is installed behind the viewer 303, projects an image on a screen 302 installed in front of the viewer 303, and uses the ultrasonic speaker mounted on the projector 301 to screen 302. A virtual sound source is formed on the projection plane and the sound is reproduced.

プロジェクタ301の外観構成を図17に示す。プロジェクタ301は、映像をスクリーン等の投影面に投影する投影光学系を含むプロジェクタ本体320と、超音波周波数帯の音波を発振できる超音波トランスデューサ324A,324Bを含んで構成され、音響ソースから供給される音声信号から可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカとが一体的に構成されている。本実施形態では、ステレオ音声信号を再生するために、投影光学系を構成するプロジェクタレンズ331を挟んで左右に超音波スピーカを構成する超音波トランスデューサ324A,324Bがプロジェクタ本体に搭載されている。
さらに、プロジェクタ本体320の底面には低音再生用スピーカ323が設けられている。また、325は、プロジェクタ本体320の高さ調整を行うための高さ調節ねじ、326は、空冷フアン用の排気口である。
An appearance configuration of the projector 301 is shown in FIG. The projector 301 includes a projector main body 320 including a projection optical system that projects an image on a projection surface such as a screen, and ultrasonic transducers 324A and 324B that can oscillate sound waves in an ultrasonic frequency band, and is supplied from an acoustic source. And an ultrasonic speaker that reproduces a signal sound in an audible frequency band from a sound signal. In the present embodiment, in order to reproduce a stereo audio signal, ultrasonic transducers 324A and 324B constituting ultrasonic speakers are mounted on the left and right with a projector lens 331 constituting a projection optical system interposed therebetween in the projector body.
Further, a low-pitched sound reproduction speaker 323 is provided on the bottom surface of the projector main body 320. Reference numeral 325 denotes a height adjusting screw for adjusting the height of the projector main body 320, and reference numeral 326 denotes an exhaust port for the air cooling fan.

また、プロジェクタ301では、超音波スピーカを構成する超音波トランスデューサ324A、324Bとして、本発明の静電型トランスデューサを使用している。この静電型トランスデューサは、固定電極の電極部(振動膜の振動部に対向する静電力発生面)の表面と振動膜の振動部の表面(非振動時の表面)との距離が、振動膜の振動部分の端部におけるよりも中央部における方が距離が大きくなるように構成されており、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができるため、十分高い音圧レベルの音響信号を発生することができる。このため、キャリア波の周波数を変更することにより可聴周波数帯の再生信号の空間的な再生範囲を制御することにより、ステレオサラウンドシステムや5.1chサラウンドシステム等で得られるような音響効果を従来必要であった大掛かりな音響システムを必要とすることなく実現でき、かつ持ち運びが容易なプロジェクタを実現することができる。   In the projector 301, the electrostatic transducer of the present invention is used as the ultrasonic transducers 324A and 324B constituting the ultrasonic speaker. In this electrostatic transducer, the distance between the surface of the electrode portion of the fixed electrode (electrostatic force generation surface facing the vibrating portion of the vibrating membrane) and the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane (the surface when not vibrating) is Since the distance is greater at the center than at the end of the vibration part, and the electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm, the sound with a sufficiently high sound pressure level A signal can be generated. For this reason, by conventionally changing the frequency of the carrier wave to control the spatial reproduction range of the reproduction signal in the audible frequency band, an acoustic effect that can be obtained in a stereo surround system or 5.1ch surround system is conventionally required. Thus, it is possible to realize a projector that can be realized without requiring a large-scale sound system and is easy to carry.

次に、プロジェクタ301の電気的構成を図18に示す。プロジェクタ301は、操作入力部310と、再生範囲設定部312、再生範囲制御処理部313、音声/映像信号再生部314、キャリア波発振源316、変調器318A,318B、パワーアンプ322A,322B及び超音波トランスデューサ324A,324Bからなる超音波スピーカと、ハイパスフィルタ317A,317Bと、ローパスフィルタ319と、ミキサ321と、パワーアンプ322Cと、低音再生用スピーカ323と、プロジェクタ本体320とを有している。   Next, an electrical configuration of the projector 301 is shown in FIG. The projector 301 includes an operation input unit 310, a reproduction range setting unit 312, a reproduction range control processing unit 313, an audio / video signal reproduction unit 314, a carrier wave oscillation source 316, modulators 318A and 318B, power amplifiers 322A and 322B, and a super It has an ultrasonic speaker comprising sound wave transducers 324A and 324B, a high-pass filter 317A and 317B, a low-pass filter 319, a mixer 321, a power amplifier 322C, a low-frequency sound reproduction speaker 323, and a projector main body 320.

プロジェクタ本体320は、映像を生成する映像生成部332と、生成された映像を投影面に投影する投影光学系333とを有している。プロジェクタ301は、超音波スピーカ及び低音再生用スピーカ323と、プロジェクタ本体320とが一体化されて構成されている。   The projector main body 320 includes a video generation unit 332 that generates a video and a projection optical system 333 that projects the generated video on a projection surface. The projector 301 is configured by integrating an ultrasonic speaker and a bass reproduction speaker 323 and a projector main body 320.

操作入力部310は、テンキー、数字キー、電源のオン、オフをおこなうための電源キーを含む各種機能キーを有している。再生範囲設定部312は、ユーザが操作入力部310をキー操作することにより再生信号(信号音)の再生範囲を指定するデータを入力できるようになっており、該データが入力されると、再生信号の再生範囲を規定するキャリア波の周波数が設定され、保持されるようになっている。再生信号の再生範囲の設定は、超音波トランスデューサ324A,324Bの音波放射面から放射軸方向に再生信号が到達する距離を指定することにより行われる。   The operation input unit 310 has various function keys including a numeric keypad, numeric keys, and a power key for turning the power on and off. The reproduction range setting unit 312 can input data specifying a reproduction range of a reproduction signal (signal sound) by a user operating the operation input unit 310 with a key. The frequency of the carrier wave that defines the reproduction range of the signal is set and held. The reproduction range of the reproduction signal is set by designating a distance that the reproduction signal reaches in the radial axis direction from the sound wave emission surfaces of the ultrasonic transducers 324A and 324B.

また、再生範囲設定部312は、音声/映像信号再生部314より映像内容に応じて出力される制御信号によりキャリア波の周波数が設定できるようになっている。
また、再生範囲制御処理部313は、再生範囲設定部312の設定内容を参照し、設定された再生範囲となるようキャリア波発振源316により生成されるキャリア波の周波数を変更するようにキャリア波発振源316を制御する機能を有する。
例えば、再生範囲設定部312の内部情報として、キャリア波周波数が50kHzに対応する上記距離が設定されている場合、キャリア波発振源316に対して50kHzで発振するように制御する。
Also, the reproduction range setting unit 312 can set the frequency of the carrier wave by the control signal output from the audio / video signal reproduction unit 314 according to the video content.
Further, the reproduction range control processing unit 313 refers to the setting contents of the reproduction range setting unit 312 and changes the frequency of the carrier wave generated by the carrier wave oscillation source 316 so as to be within the set reproduction range. It has a function of controlling the oscillation source 316.
For example, when the distance corresponding to the carrier wave frequency of 50 kHz is set as the internal information of the reproduction range setting unit 312, the carrier wave oscillation source 316 is controlled to oscillate at 50 kHz.

再生範囲制御処理部313は、再生範囲を規定する超音波トランスデューサ324A,324Bの音波放射面から放射軸方向に再生信号が到達する距離とキャリア波の周波数との関係を示すテーブルが予め記憶されている記憶部を有している。このテーブルのデータは、キャリア波の周波数と上記再生信号の到達距離との関係を実際に計測することにより得られる。
再生範囲制御処理部313は、再生範囲設定部312の設定内容に基づいて、上記テーブルを参照して設定された距離情報に対応するキャリア波の周波数を求め、該周波数となるようにキャリア波発振源316を制御する。
The reproduction range control processing unit 313 stores in advance a table indicating the relationship between the distance that the reproduction signal reaches in the radial axis direction from the sound wave emitting surfaces of the ultrasonic transducers 324A and 324B that define the reproduction range and the frequency of the carrier wave. It has a storage part. The data in this table is obtained by actually measuring the relationship between the frequency of the carrier wave and the reach distance of the reproduction signal.
The reproduction range control processing unit 313 obtains the frequency of the carrier wave corresponding to the distance information set with reference to the table based on the setting content of the reproduction range setting unit 312 and oscillates the carrier wave so as to be the frequency. Control the source 316.

音声/映像信号再生部314は、例えば、映像媒体としてDVDを用いるDVDプレーヤーであり、再生した音声信号のうちRチャンネルの音声信号は、ハイパスフィルタ317Aを介して変調器318Aに、Lチャンネルの音声信号はハイパスフィルタ317Bを介して変調器318Bに、映像信号はプロジェクタ本体320の映像生成部332にそれぞれ、出力されるようになっている。
また、音声/映像信号再生部314より出力されるRチャンネルの音声信号とLチャンネルの音声信号は、ミキサ321により合成され、ローパスフィルタ319を介してパワーアンプ322Cに入力されるようになっている。音声/映像信号再生部314は、音響ソースに相当する。
The audio / video signal reproduction unit 314 is, for example, a DVD player that uses a DVD as a video medium. Among the reproduced audio signals, the R channel audio signal is sent to the modulator 318A via the high-pass filter 317A. The signal is output to the modulator 318B via the high-pass filter 317B, and the video signal is output to the video generation unit 332 of the projector main body 320.
The R channel audio signal and the L channel audio signal output from the audio / video signal reproduction unit 314 are combined by the mixer 321 and input to the power amplifier 322C via the low-pass filter 319. . The audio / video signal reproduction unit 314 corresponds to an acoustic source.

ハイパスフィルタ317A,317Bは、それぞれ、Rチャンネル、Lチャンネルの音声信号における中高音域(第一の音域)の周波数成分のみを通過させる特性を有しており、またローパスフィルタは、Rチャンネル、Lチャンネルの音声信号における低音域(第二の音域)の周波数成分のみを通過させる特性を有している。
したがって、上記Rチャンネル、Lチャンネルの音声信号のうち中高音域の音声信号は
、それぞれ超音波トランスデューサ324A、324Bにより再生され、上記Rチャンネル、Lチャンネルの音声信号のうち低音域の音声信号は低音再生用スピーカ323により再生されることとなる。
The high-pass filters 317A and 317B have a characteristic of passing only the frequency components in the middle and high sound range (first sound range) in the R channel and L channel audio signals, respectively. Only the low frequency range (second range) frequency component of the audio signal of the channel is passed.
Accordingly, among the R channel and L channel audio signals, the mid and high range audio signals are reproduced by the ultrasonic transducers 324A and 324B, respectively, and among the R channel and L channel audio signals, the low range audio signals are low frequencies. It is reproduced by the reproduction speaker 323.

なお、音声/映像信号再生部314はDVDプレーヤーに限らず、外部から入力されるビデオ信号を再生する再生装置であってもよい。また、音声/映像信号再生部314は、再生される映像のシーンに応じた音響効果を出すために再生音の再生範囲を動的に変更するように、再生範囲設定部312に再生範囲を指示する制御信号を出力する機能を有している。   The audio / video signal reproduction unit 314 is not limited to a DVD player, and may be a reproduction device that reproduces a video signal input from the outside. In addition, the audio / video signal reproduction unit 314 instructs the reproduction range setting unit 312 to dynamically change the reproduction range of the reproduced sound in order to produce an acoustic effect corresponding to the reproduced video scene. Has a function of outputting a control signal.

キャリア波発振源316は、再生範囲設定部312より指示された超音波周波数帯の周波数のキャリア波を生成し、変調器318A,318Bに出力する機能を有している。
変調器318A,318Bは、キャリア波発振源316から供給されるキャリア波を音声/映像信号再生部314から出力される可聴周波数帯の音声信号でAM変調し、該変調信号を、それぞれパワーアンプ322A,322Bに出力する機能を有する。
The carrier wave oscillation source 316 has a function of generating a carrier wave having a frequency in the ultrasonic frequency band designated by the reproduction range setting unit 312 and outputting the carrier wave to the modulators 318A and 318B.
The modulators 318A and 318B AM modulate the carrier wave supplied from the carrier wave oscillation source 316 with the audio signal in the audible frequency band output from the audio / video signal reproduction unit 314, and each of the modulated signals is a power amplifier 322A. , 322B.

超音波トランスデューサ324A,324Bは、それぞれ、変調器318A,318Bからパワーアンプ322A,322Bを介して出力される変調信号により駆動され、該変調信号を有限振幅レベルの音波に変換して媒質中に放射し、可聴周波数帯の信号音(再生信号)を再生する機能を有する。   The ultrasonic transducers 324A and 324B are driven by modulation signals output from the modulators 318A and 318B via the power amplifiers 322A and 322B, respectively, and convert the modulation signals into sound waves of a finite amplitude level and radiate them into the medium. And has a function of reproducing a signal sound (reproduction signal) in an audible frequency band.

映像生成部332は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル(PDP)等のディスプレイと、該ディスプレイを音声/映像信号再生部314から出力される映像信号に基づいて駆動する駆動回路等を有しており、音声/映像信号再生部314から出力される映像信号から得られる映像を生成する。
投影光学系333は、ディスプレイに表示された映像をプロジェクタ本体320の前方に設置されたスクリーン等の投影面に投影する機能を有している。
The video generation unit 332 includes a display such as a liquid crystal display and a plasma display panel (PDP), a drive circuit that drives the display based on a video signal output from the audio / video signal reproduction unit 314, and the like. A video obtained from the video signal output from the audio / video signal reproduction unit 314 is generated.
The projection optical system 333 has a function of projecting an image displayed on the display onto a projection surface such as a screen installed in front of the projector main body 320.

次に、上記構成からなるプロジェクタ301の動作について説明する。まず、ユーザのキー操作により操作入力部310から再生信号の再生範囲を指示するデータ(距離情報)が再生範囲設定部312に設定され、音声/映像信号再生部314に再生指示がなされる。   Next, the operation of the projector 301 having the above configuration will be described. First, data (distance information) instructing the reproduction range of the reproduction signal is set in the reproduction range setting unit 312 from the operation input unit 310 by the user's key operation, and a reproduction instruction is given to the audio / video signal reproduction unit 314.

この結果、再生範囲設定部312には、再生範囲を規定する距離情報が設定され、再生範囲制御処理部313は、再生範囲設定部312に設定された距離情報を取り込み、内蔵する記憶部に記憶されているテーブルを参照し、上記設定された距離情報に対応するキャリア波の周波数を求め、該周波数のキャリア波を生成するようにキャリア波発振源316を制御する。
この結果、キャリア波発振源316は、再生範囲設定部312に設定された距離情報に対応する周波数のキャリア波を生成し、変調器318A,318Bに出力する。
As a result, distance information defining the reproduction range is set in the reproduction range setting unit 312, and the reproduction range control processing unit 313 takes in the distance information set in the reproduction range setting unit 312 and stores it in the built-in storage unit. The carrier wave oscillation source 316 is controlled so as to obtain the frequency of the carrier wave corresponding to the set distance information with reference to the set table and to generate the carrier wave of the frequency.
As a result, the carrier wave oscillation source 316 generates a carrier wave having a frequency corresponding to the distance information set in the reproduction range setting unit 312 and outputs the carrier wave to the modulators 318A and 318B.

一方、音声/映像信号再生部314は、再生した音声信号のうちRチャンネルの音声信号を、ハイパスフィルタ317Aを介して変調器318Aに、Lチャンネルの音声信号をハイパスフィルタ317Bを介して変調器318Bに、Rチャンネルの音声信号及びLチャンネルの音声信号をミキサ321に出力し、映像信号をプロジェクタ本体320の映像生成部332にそれぞれ、出力する。   On the other hand, the audio / video signal reproduction unit 314 outputs the R channel audio signal of the reproduced audio signal to the modulator 318A via the high pass filter 317A, and the L channel audio signal to the modulator 318B via the high pass filter 317B. In addition, the R channel audio signal and the L channel audio signal are output to the mixer 321, and the video signal is output to the video generation unit 332 of the projector main body 320.

したがって、ハイパスフィルタ317Aにより上記Rチャンネルの音声信号のうち中高音域の音声信号が変調器318に入力され、ハイパスフィルタ317Bにより上記Lチャンネルの音声信号のうち中高音域の音声信号が変調器318Bに入力される。
また、上記Rチャンネルの音声信号及びLチャンネルの音声信号はミキサ321により合成され、ローパスフィルタ319により上記Rチャンネルの音声信号及びLチャンネルの音声信号のうち低音域の音声信号がパワーアンプ322Cに入力される。
Therefore, the high-pass filter 317A inputs the mid-high range audio signal of the R channel audio signal to the modulator 318, and the high-pass filter 317B converts the mid-high range audio signal of the L channel audio signal to the modulator 318B. Is input.
The R channel audio signal and the L channel audio signal are synthesized by the mixer 321, and the low frequency audio signal of the R channel audio signal and the L channel audio signal is input to the power amplifier 322 C by the low pass filter 319. Is done.

映像生成部332では、入力された映像信号に基づいてディスプレイを駆動して映像を生成し、表示する。このディスプレイに表示された映像は、投影光学系333により、投影面、例えば、図16に示すスクリーン302に投影される。
他方、変調器318Aは、キャリア波発振源316から出力されるキャリア波をハイパスフィルタ317Aから出力される上記Rチャンネルの音声信号における中高音域の音声信号でAM変調し、パワーアンプ322Aに出力する。
また、変調器318Bは、キャリア波発振源316から出力されるキャリア波をハイパスフィルタ317Bから出力される上記Lチャンネルの音声信号における中高音域の音声信号でAM変調し、パワーアンプ322Bに出力する。
The video generation unit 332 generates a video by driving the display based on the input video signal, and displays the video. The image displayed on the display is projected onto a projection surface, for example, the screen 302 shown in FIG. 16 by the projection optical system 333.
On the other hand, the modulator 318A AM-modulates the carrier wave output from the carrier wave oscillation source 316 with the mid-high range audio signal in the R channel audio signal output from the high-pass filter 317A, and outputs the result to the power amplifier 322A. .
Further, the modulator 318B AM-modulates the carrier wave output from the carrier wave oscillation source 316 with the mid-high range audio signal in the L channel audio signal output from the high pass filter 317B, and outputs the result to the power amplifier 322B. .

パワーアンプ322A,322Bにより増幅された変調信号は、それぞれ、超音波トランスデューサ324A,324Bに印加され、該変調信号は、有限振幅レベルの音波(音響信号)に変換され、媒質(空気中)に放射され、超音波トランスデューサ324Aからは、上記Rチャンネルの音声信号における中高音域の音声信号が再生され、超音波トランスデューサ324Bからは、上記Lチャンネルの音声信号における中高音域の音声信号が再生される。
また、パワーアンプ322Cで増幅された上記Rチャンネル及びLチャンネルにおける低音域の音声信号は低音再生用スピーカ323により再生される。
The modulation signals amplified by the power amplifiers 322A and 322B are applied to the ultrasonic transducers 324A and 324B, respectively, and the modulation signals are converted into sound waves (acoustic signals) of a finite amplitude level and radiated to the medium (in the air). Then, the ultrasonic transducer 324A reproduces the mid-high range audio signal in the R channel audio signal, and the ultrasonic transducer 324B reproduces the mid-high range audio signal in the L channel audio signal. .
Also, the low-frequency audio signals in the R channel and L channel amplified by the power amplifier 322C are reproduced by the low tone reproduction speaker 323.

前述したように、超音波トランスデューサにより媒質中(空気中)に放射された超音波の伝播においては、その伝播に伴い音圧の高い部分では音速が高くなり、音圧の低い部分では音速は遅くなる。この結果、波形の歪みが発生する。   As described above, in the propagation of ultrasonic waves radiated into the medium (in the air) by the ultrasonic transducer, the sound speed increases at a portion where the sound pressure is high and the sound speed is slow at a portion where the sound pressure is low. Become. As a result, waveform distortion occurs.

放射する超音波帯域の信号(キャリア波)を可聴周波数帯の信号で変調(AM変調)しておいた場合には、上記波形歪みの結果により、変調時に用いた可聴周波数帯の信号波が超音波周波数帯のキャリア波と分離して自己復調する形で形成される。その際、再生信号の広がりは超音波の特性からビーム状となり、通常のスピーカとは全く異なる特定方向のみに音が再生される。   When a signal (carrier wave) in the radiated ultrasonic band is modulated (AM modulation) with a signal in the audible frequency band, the signal wave in the audible frequency band used for modulation is super It is formed so as to be self-demodulated separately from the carrier wave in the sonic frequency band. At this time, the spread of the reproduction signal becomes a beam shape due to the characteristics of ultrasonic waves, and the sound is reproduced only in a specific direction completely different from that of a normal speaker.

超音波スピーカを構成する超音波トランスデューサ324から出力されるビーム状の再生信号は、投影光学系333により映像が投影される投影面(スクリーン)に向けて放射され、投影面で反射され拡散する。この場合に、再生範囲設定部312に設定されるキャリア波の周波数に応じて、超音波トランスデューサ324の音波放射面からその放射軸方向(法線方向)においてキャリア波から再生信号が分離されるまでの距離、キャリア波のビーム幅(ビームの拡がり角)が異なるために、再生範囲は、変化する。   The beam-like reproduction signal output from the ultrasonic transducer 324 constituting the ultrasonic speaker is radiated toward the projection surface (screen) on which the image is projected by the projection optical system 333, and is reflected and diffused by the projection surface. In this case, until the reproduction signal is separated from the carrier wave in the radial axis direction (normal direction) from the sound wave emitting surface of the ultrasonic transducer 324 according to the frequency of the carrier wave set in the reproduction range setting unit 312. And the beam width (beam divergence angle) of the carrier wave are different, the reproduction range changes.

プロジェクタ301における超音波トランスデューサ324A,324Bを含んで構成される超音波スピーカによる再生信号の再生時の状態を図19に示す。プロジェクタ301において、キャリア波が音声信号により変調された変調信号により超音波トランスデューサが駆動される際に、再生範囲設定部312により設定されたキャリア周波数が低い場合は、超音波トランスデューサ324の音波放射面からその放射軸方向(音波放射面の法線方向においてキャリア波から再生信号が分離されるまでの距離、すなわち、再生地点までの距離が長くなる。   FIG. 19 shows a state when a reproduction signal is reproduced by an ultrasonic speaker including the ultrasonic transducers 324A and 324B in the projector 301. In the projector 301, when the ultrasonic transducer is driven by the modulation signal obtained by modulating the carrier wave with the audio signal, if the carrier frequency set by the reproduction range setting unit 312 is low, the sound wave emitting surface of the ultrasonic transducer 324 To the direction of the radiation axis (the distance until the reproduction signal is separated from the carrier wave in the normal direction of the sound wave radiation surface, that is, the distance to the reproduction point becomes long.

したがって、再生された可聴周波数帯の再生信号のビームは、比較的拡がらずに投影面
(スクリーン)302に到達することとなり、この状態で投影面302において反射するので、再生範囲は、図19において点線の矢印で示す可聴範囲Aとなり、投影面302から比較的に遠くかつ狭い範囲でのみ再生信号(再生音)が聞こえる状態となる。
Therefore, the reproduced beam of the reproduced signal in the audible frequency band reaches the projection plane (screen) 302 without being relatively expanded, and is reflected on the projection plane 302 in this state. Therefore, the reproduction range is as shown in FIG. Becomes a audible range A indicated by a dotted arrow, and a reproduction signal (reproduced sound) can be heard only in a relatively narrow and narrow range from the projection plane 302.

これに対して、再生範囲設定部312により設定されたキャリア周波数が上述した場合より高い場合は、超音波トランスデューサ324の音波放射面から放射される音波は、キャリア周波数が低い場合より絞られているが、超音波トランスデューサ324の音波放射面からその放射軸方向(音波放射面の法線方向)においてキャリア波から再生信号が分離されるまでの距離、すなわち、再生地点までの距離が短くなる。   On the other hand, when the carrier frequency set by the reproduction range setting unit 312 is higher than the case described above, the sound wave radiated from the sound wave emission surface of the ultrasonic transducer 324 is narrower than when the carrier frequency is low. However, the distance until the reproduction signal is separated from the carrier wave in the radial direction (normal direction of the acoustic wave emission surface) from the sound wave emission surface of the ultrasonic transducer 324, that is, the distance to the reproduction point is shortened.

したがって、再生された可聴周波数帯の再生信号のビームは、投影面302に到達する前に拡がって投影面302に到達することとなり、この状態で投影面302において反射するので、再生範囲は、図19において実線の矢印で示す可聴範囲Bとなり、投影面302から比較的に近くかつ広い範囲でのみ再生信号(再生音)が聞こえる状態となる。   Therefore, the reproduced reproduction signal beam in the audible frequency band spreads before reaching the projection plane 302 and reaches the projection plane 302, and is reflected on the projection plane 302 in this state. 19, an audible range B indicated by a solid arrow is obtained, and a playback signal (playback sound) can be heard only in a relatively close and wide range from the projection plane 302.

以上説明したように、本発明のプロジェクタでは、超音波スピーカを構成する超音波トランスデューサとして、本発明の静電型トランスデューサを使用しており、固定電極や振動膜に加える電圧を必要以上に上げることなく、振動膜の振幅距離を確保しながら静電力を高めることができるので、音響信号を十分な音圧レベルと広帯域特性を持って、スクリーン等の音波反射面近傍に形成される仮想音源から発せられるように再生できる。このため、その再生範囲の制御も容易に行えるようになる。   As described above, in the projector of the present invention, the electrostatic transducer of the present invention is used as the ultrasonic transducer constituting the ultrasonic speaker, and the voltage applied to the fixed electrode and the diaphragm is increased more than necessary. Since the electrostatic force can be increased while ensuring the amplitude distance of the diaphragm, the acoustic signal can be emitted from a virtual sound source formed near the sound wave reflecting surface such as a screen with sufficient sound pressure level and wide band characteristics. Can be played back. For this reason, the reproduction range can be easily controlled.

なお、上述したプロジェクタは、大画面で画像を見たい場合に使用されものであるが、近時、大画面液晶テレビや大画面プラズマテレビが急速に普及しており、それらの大画面テレビにも、本発明の超音波スピーカを効果的に使用することができる。   The projector described above is used for viewing images on a large screen. Recently, large-screen liquid crystal televisions and large-screen plasma televisions are rapidly spreading, and those large-screen televisions are also used. The ultrasonic speaker of the present invention can be used effectively.

すなわち、大画面テレビに本発明による超音波スピーカを使用することにより、大画面テレビの前方に向けて局所的に音声信号を放射することが可能になる。   That is, by using the ultrasonic speaker according to the present invention for a large screen television, it becomes possible to radiate an audio signal locally toward the front of the large screen television.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の静電型トランスデューサ、超音波スピーカ、および表示装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the electrostatic transducer, the ultrasonic speaker, and the display device of the present invention are not limited to the illustrated examples described above, and do not depart from the gist of the present invention. Of course, various changes can be made within the range.

本発明の第1の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの構成図。The block diagram of the electrostatic transducer concerning the 1st Embodiment of this invention. 図1に示す静電型トランスデューサの変形例を示す図。The figure which shows the modification of the electrostatic transducer shown in FIG. 図1に示す静電型トランスデューサの他の変形例を示す図。The figure which shows the other modification of the electrostatic type transducer shown in FIG. 本発明の第2の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの構成図。The block diagram of the electrostatic transducer concerning the 2nd Embodiment of this invention. 図4に示す静電型トランスデューサの変形例を示す図。The figure which shows the modification of the electrostatic transducer shown in FIG. 図4に示す静電型トランスデューサの他の変形例を示す図。The figure which shows the other modification of the electrostatic type transducer shown in FIG. 本発明の第3の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの構成図。The block diagram of the electrostatic transducer concerning the 3rd Embodiment of this invention. 図7に示す静電型トランスデューサの変形例を示す図。The figure which shows the modification of the electrostatic transducer shown in FIG. 本発明の第4の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの構成図。The block diagram of the electrostatic transducer concerning the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの構成図。The block diagram of the electrostatic transducer concerning the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの構成図。The block diagram of the electrostatic transducer concerning the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの構成図。The block diagram of the electrostatic transducer concerning the 7th Embodiment of this invention. 図12に示す静電型トランスデューサの変形例を示す図。The figure which shows the modification of the electrostatic transducer shown in FIG. 静電型トランスデューサの背面に反射板を設けた例を示す図。The figure which shows the example which provided the reflecting plate in the back surface of the electrostatic transducer. 本発明による超音波スピーカおよびスピーカ装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the ultrasonic speaker by this invention, and a speaker apparatus. 本発明によるプロジェクタの使用状態を示す図。The figure which shows the use condition of the projector by this invention. 図16に示したプロジェクタの外観構成を示す図。FIG. 17 is a diagram showing an external configuration of the projector shown in FIG. 16. 図16に示したプロジェクタの電気的構成を示すブロック図。FIG. 17 is a block diagram showing an electrical configuration of the projector shown in FIG. 16. 超音波トランスデューサによる再生信号の再生状態の説明図。Explanatory drawing of the reproduction | regeneration state of the reproduction signal by an ultrasonic transducer. 従来のプル型の静電型トランスデューサの構成を示す図。The figure which shows the structure of the conventional pull type electrostatic transducer. 従来のプッシュプル型の静電型トランスデューサの構成を示す図。The figure which shows the structure of the conventional push pull type electrostatic transducer. 従来の静電型トランスデューサの問題点の説明図。Explanatory drawing of the problem of the conventional electrostatic transducer.

符号の説明Explanation of symbols

1〜15・・・静電型トランスデューサ、16・・・超音波スピーカ、17・・・スピーカ装置、20・・・固定電極、20A・・・前面側固定電極、20B・・・背面側固定電極、21、21A、21B・・・電極部、22・・・振動膜、22A・・・振動電極層、22B・・・誘電体膜、23・・・静電力発生部、24、24A・・・通気口部、25・・・振動部、28・・・直流バイアス電源、29、29A、29B・・・交流信号、31〜41・・・固定電極、40A・・・固定電極母材、40B・・・導電ペースト、101、102・・・音響反射板、201・・・可聴周波数波発振源、202・・・キャリア波発振源、203・・・変調器、204・・・パワーアンプ、205A、205B・・・静電型トランスデューサ、301・・・プロジェクタ、302・・・スクリーン(投影面)、303・・・視聴者、310・・・操作入力部、312・・・再生範囲設定部、313・・・再生範囲制御処理部、314・・・音声/映像信号再生部、316・・・キャリア波発振源、317A、317B・・・ハイパスフィルタ、318A、318B・・・変調器、319・・・ローパスフィルタ、320・・・プロジェクタ本体、321・・・ミキサ、322A、322B・・・パワーアンプ、322C・・・パワーアンプ、323・・・低音再生用スピーカ、324、324A、324B・・・超音波トランスデューサ、331・・・プロジェクタレンズ、332・・・映像生成部、333・・・投影光学系 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-15 ... Electrostatic transducer, 16 ... Ultrasonic speaker, 17 ... Speaker apparatus, 20 ... Fixed electrode, 20A ... Front side fixed electrode, 20B ... Back side fixed electrode , 21, 21A, 21B ... electrode part, 22 ... vibrating membrane, 22A ... vibrating electrode layer, 22B ... dielectric film, 23 ... electrostatic force generating part, 24, 24A ... Ventilation hole part, 25 ... vibration part, 28 ... DC bias power supply, 29, 29A, 29B ... AC signal, 31-41 ... fixed electrode, 40A ... fixed electrode base material, 40B .. Conductive paste, 101, 102 ... acoustic reflector, 201 ... audible frequency wave oscillation source, 202 ... carrier wave oscillation source, 203 ... modulator, 204 ... power amplifier, 205A, 205B ... Electrostatic transducer, 301 ... Professional 302 ... screen (projection plane), 303 ... viewer, 310 ... operation input unit, 312 ... reproduction range setting unit, 313 ... reproduction range control processing unit, 314 ... Audio / video signal reproduction unit, 316, carrier wave oscillation source, 317A, 317B, high pass filter, 318A, 318B, modulator, 319, low pass filter, 320, projector main body, 321, ..Mixer, 322A, 322B ... Power amplifier, 322C ... Power amplifier, 323 ... Low-frequency speaker, 324, 324A, 324B ... Ultrasonic transducer, 331 ... Projector lens, 332 ..Image generation unit, 333 ... Projection optical system

Claims (22)

振動電極層を有する振動膜と、
貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する電極と、
を含み、
前記電極は前記振動膜と対向して配置され、
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部におけるよりも中央部における方が距離が大きい形状であること
を特徴とする静電型トランスデューサ。
A vibrating membrane having a vibrating electrode layer;
An electrode having an electrode portion that generates an electrostatic force by a voltage applied between the through hole and the vibrating membrane adjacent to the through hole;
Including
The electrode is disposed opposite the vibrating membrane;
At least a part of the electrode part is at a distance in the center part at a distance between a surface of the vibrating part of the vibrating film when not vibrating and a surface of the electrode part at a center part than at an end part of the vibrating part of the vibrating film. An electrostatic transducer characterized by having a large shape.
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる傾斜面の形状であること
を特徴とする請求項1に記載の静電型トランスデューサ。
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. The electrostatic transducer according to claim 1, wherein the electrostatic transducer has a shape of an inclined surface.
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる曲面の形状であること
を特徴とする請求項1に記載の静電型トランスデューサ。
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. The electrostatic transducer according to claim 1, wherein the electrostatic transducer has a curved shape.
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる階段状の形状であること
を特徴とする請求項1に記載の静電型トランスデューサ。
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. The electrostatic transducer according to claim 1, wherein the electrostatic transducer has a stepped shape.
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる、傾斜面、曲面、階段状の形状のうちの少なくとも2つ以上を組み合わせた形状であること
を特徴とする請求項1に記載の静電型トランスデューサ。
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. The electrostatic transducer according to claim 1, wherein the electrostatic transducer has a shape obtained by combining at least two of an inclined surface, a curved surface, and a stepped shape.
振動電極層を有する振動膜と、
貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する第1の電極と、貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する第2の電極と、
を含み、
前記第1の電極と前記第2の電極は、前記振動膜の両面側にそれぞれ対向して配置され、
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる形状であること
を特徴とする静電型トランスデューサ。
A vibrating membrane having a vibrating electrode layer;
A first electrode having an electrode portion for generating an electrostatic force by a voltage applied between the through-hole and the through-hole adjacent to the through-hole, and the through-hole and the vibrating membrane adjacent to the through-hole. A second electrode having an electrode part for generating an electrostatic force by a voltage applied between
Including
The first electrode and the second electrode are disposed to face both surfaces of the vibrating membrane, respectively.
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. An electrostatic transducer characterized by the following shape.
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前面振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる傾斜面の形状であること
を特徴とする請求項6に記載の静電型トランスデューサ。
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end of the vibrating portion of the front vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. The electrostatic transducer according to claim 6, wherein the electrostatic transducer has a shape of an inclined surface.
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる曲面の形状であること
を特徴とする請求項6に記載の静電型トランスデューサ。
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. The electrostatic transducer according to claim 6, wherein the electrostatic transducer has a curved shape.
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる階段状の形状であること
を特徴とする請求項6に記載の静電型トランスデューサ。
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. The electrostatic transducer according to claim 6, wherein the electrostatic transducer has a stepped shape.
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる、傾斜面、曲面、階段状の形状のうちの少なくとも2つ以上を組み合わせた形状であること
を特徴とする請求項6に記載の静電型トランスデューサ。
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. The electrostatic transducer according to claim 6, which is a combination of at least two of an inclined surface, a curved surface, and a stepped shape.
振動電極層を有する振動膜と、
貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する電極と、
を含み、
前記電極は前記振動膜の片面側のみに対向して配置され、
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる形状であること
を特徴とする静電型トランスデューサ。
A vibrating membrane having a vibrating electrode layer;
An electrode having an electrode portion that generates an electrostatic force by a voltage applied between the through hole and the vibrating membrane adjacent to the through hole;
Including
The electrode is disposed to face only one side of the vibrating membrane,
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. An electrostatic transducer characterized by the following shape.
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる傾斜面の形状であること
を特徴とする請求項11に記載の静電型トランスデューサ。
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. The electrostatic transducer according to claim 11, wherein the electrostatic transducer has a shape of an inclined surface.
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる曲面の形状であること
を特徴とする請求項11に記載の静電型トランスデューサ。
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. The electrostatic transducer according to claim 11, wherein the electrostatic transducer has a curved shape.
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる階段状の形状であること
を特徴とする請求項11に記載の静電型トランスデューサ。
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. The electrostatic transducer according to claim 11, wherein the electrostatic transducer has a stepped shape.
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる、傾斜面、曲面、階段状の形状のうちの少なくとも2つ以上を組み合わせた形状であること
を特徴とする請求項11に記載の静電型トランスデューサ。
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. The electrostatic transducer according to claim 11, wherein the electrostatic transducer has a combination of at least two of an inclined surface, a curved surface, and a stepped shape.
前記静電型トランスデューサの背面に音響反射板を設けたこと
を特徴とする請求項6から10のいずれかに記載の静電型トランスデューサ。
The electrostatic transducer according to claim 6, wherein an acoustic reflector is provided on a back surface of the electrostatic transducer.
前記音響反射板は、静電型トランスデューサ背面の中心位置に一端が位置し、該中心位置を基準として静電型トランスデューサ背面の両側に対して45°の角度で配置され他端が静電型トランスデューサの端部と一致する長さの一対の第1の反射板と、
前記一対の第1の反射板の前記端部と直角の角度をなして各々前記第1の反射板の外側方向に接続され前記第1の反射板長と同等の長さを有する一対の第2の反射板とで構成されていること
を特徴とする請求項16に記載の静電型トランスデューサ。
One end of the acoustic reflector is located at the center position of the back surface of the electrostatic transducer, and is disposed at an angle of 45 ° with respect to both sides of the back surface of the electrostatic transducer with respect to the center position. A pair of first reflectors of a length matching the end of
A pair of second layers having a length equal to the length of the first reflector plate connected to the outside of the first reflector plate at an angle perpendicular to the end portions of the pair of first reflector plates. The electrostatic transducer according to claim 16, comprising: a reflector.
可聴周波数帯の信号波を生成する信号源から出力される信号波により超音波周波数帯の搬送波を変調し、該変調波により静電型トランスデューサを駆動することにより可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカであって、
前記静電型トランスデューサは、
振動電極層を有する振動膜と、
貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する電極と、
を含み、
前記電極は前記振動膜と対向して配置され、
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる形状であること
を特徴とする超音波スピーカ。
A carrier wave in the ultrasonic frequency band is modulated by a signal wave output from a signal source that generates a signal wave in the audible frequency band, and an acoustic transducer is driven by the modulated wave to reproduce a signal sound in the audible frequency band. An ultrasonic speaker,
The electrostatic transducer is
A vibrating membrane having a vibrating electrode layer;
An electrode having an electrode portion that generates an electrostatic force by a voltage applied between the through hole and the vibrating membrane adjacent to the through hole;
Including
The electrode is disposed opposite the vibrating membrane;
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. An ultrasonic speaker characterized by the following shape.
可聴周波数帯の信号波を生成する信号源と、前記信号源から出力される信号波を増幅する増幅器とを有し、前記増幅器の出力信号により前記静電型トランスデューサが駆動されるスピーカ装置であって、
前記静電型トランスデューサは、
振動電極層を有する振動膜と、
貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する電極と、
を含み、
前記電極は前記振動膜と対向して配置され、
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる形状であること
を特徴とするスピーカ装置。
The speaker device includes a signal source that generates a signal wave in an audible frequency band and an amplifier that amplifies the signal wave output from the signal source, and the electrostatic transducer is driven by the output signal of the amplifier. And
The electrostatic transducer is
A vibrating membrane having a vibrating electrode layer;
An electrode having an electrode portion that generates an electrostatic force by a voltage applied between the through hole and the vibrating membrane adjacent to the through hole;
Including
The electrode is disposed opposite the vibrating membrane;
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. The speaker device characterized by the following.
振動電極層を有する振動膜と、
貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する電極と、
を含み、
前記電極は前記振動膜と対向して配置され、
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる形状である静電型トランスデューサを使用すると共に、
信号源により可聴周波数帯の信号波を生成する手順と、
キャリア波供給手段により超音波周波数帯の搬送波を生成し、出力する手順と、
変調手段により搬送波を前記信号波により変調した変調信号を生成する手順と、
前記電極と前記振動膜の振動電極層との間に前記変調信号を印加することにより静電型トランスデューサを駆動する手順と、
を含むことを特徴とする静電型トランスデューサによる音声信号再生方法。
A vibrating membrane having a vibrating electrode layer;
An electrode having an electrode portion that generates an electrostatic force by a voltage applied between the through hole and the vibrating membrane adjacent to the through hole;
Including
The electrode is disposed opposite the vibrating membrane;
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. While using an electrostatic transducer that has the shape
Generating a signal wave of an audible frequency band by a signal source;
A procedure for generating and outputting a carrier wave in an ultrasonic frequency band by the carrier wave supply means,
A procedure for generating a modulated signal obtained by modulating a carrier wave with the signal wave by a modulating means;
A procedure for driving an electrostatic transducer by applying the modulation signal between the electrode and the vibrating electrode layer of the vibrating membrane;
A method for reproducing an audio signal using an electrostatic transducer.
音響ソースから供給される音声信号のうち第一の音域の信号により超音波周波数帯域の搬送波信号を変調し、該変調信号により静電型トランスデューサを駆動し可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカと、
前記音響ソースから供給される音声信号のうち前記第一の音域よりも低い第二の音域の信号を再生する低音再生用スピーカと、
を有する指向性音響システムであって、
前記超音波スピーカの静電型トランスデューサは、
振動電極層を有する振動膜と、
貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する電極と、
を含み、
前記電極は前記振動膜と対向して配置され、
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる形状であること
を特徴とする指向性音響システム。
An ultrasonic wave that modulates a carrier wave signal in an ultrasonic frequency band by a signal in the first sound range among audio signals supplied from an acoustic source, and drives an electrostatic transducer by the modulated signal to reproduce a signal sound in an audible frequency band Speakers,
A low-frequency sound reproduction speaker for reproducing a signal in a second sound range lower than the first sound range among the sound signals supplied from the acoustic source;
A directional acoustic system comprising:
The electrostatic transducer of the ultrasonic speaker is
A vibrating membrane having a vibrating electrode layer;
An electrode having an electrode portion that generates an electrostatic force by a voltage applied between the through hole and the vibrating membrane adjacent to the through hole;
Including
The electrode is disposed opposite the vibrating membrane;
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. A directional acoustic system characterized by
音響ソースから供給される音声信号により超音波周波数帯域の搬送波信号を変調し、該変調信号により静電型トランスデューサを駆動して可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカと、
映像を投影面に投影する投影光学系と、
で構成される表示装置であって、
前記超音波スピーカの静電型トランスデューサは、
振動電極層を有する振動膜と、
貫通穴および該貫通穴に隣接して前記振動膜との間に印加される電圧により静電力を発生させる電極部を有する電極と、
を含み、
前記電極は前記振動膜と対向して配置され、
前記電極部の少なくとも一部は、前記振動膜の振動部分の非振動時における表面と前記電極部の表面との距離において、前記振動膜の振動部分の端部から中央部に向かうに従って距離が大きくなる形状であること
を特徴とする表示装置。
An ultrasonic speaker that modulates a carrier wave signal in an ultrasonic frequency band with an audio signal supplied from an acoustic source, and reproduces an audible frequency band signal sound by driving an electrostatic transducer with the modulated signal;
A projection optical system that projects an image onto a projection surface;
A display device comprising:
The electrostatic transducer of the ultrasonic speaker is
A vibrating membrane having a vibrating electrode layer;
An electrode having an electrode portion that generates an electrostatic force by a voltage applied between the through hole and the vibrating membrane adjacent to the through hole;
Including
The electrode is disposed opposite the vibrating membrane;
At least a part of the electrode portion has a larger distance from the end portion of the vibrating portion of the vibrating membrane toward the center portion in the distance between the surface of the vibrating portion of the vibrating membrane when not vibrating and the surface of the electrode portion. A display device characterized by the following shape.
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JP5669953B2 (en) * 2011-11-01 2015-02-18 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic transducer element and ultrasonic endoscope

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